KR101559861B1

KR101559861B1 - 뼈 고정장치

Info

Publication number: KR101559861B1
Application number: KR1020080071704A
Authority: KR
Inventors: 루츠 비더만; 빌프리드 맷티스; 오트마르 슈바르첸바흐; 마틴 파부스트
Original assignee: 비이더만 테크놀로지스 게엠베하 & 코. 카게
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2015-10-13
Also published as: US20130066428A1; CN103860248A; JP2009028537A; JP5485435B2; EP2340776A1; CN103860248B; TWI428117B; EP2018827A1; JP5221232B2; ES2404883T3; ES2387506T3; CN101352367B; US8790405B2; EP2018827B1; KR20090012109A; EP2340776B1; CN101352367A; TW200904380A; US20090030520A1; JP2013106979A

Abstract

뼈를 위한 고정장치(100)는, 하나 이상의 뼈들(40, 42)에 고정되기 위한 것이고, 뼈나사(30)를 수용하기 위한 적어도 하나의 보어(2a, 2b, 2c, 2', 2")를 구비하고, 상기 적어도 하나의 보어는 제1의 암나사산 부분(22a, 22b, 22c, 22)을 포함하는 하나의 부재(1)를 포함한다. 상기 보어를 통해 뼈 내에 삽입되기 위한 뼈나사는 상기 적어도 하나의 보어의 암나사산 부분과 결합하도록 배열된 제1의 수나사산 부분(32)이 제공되어 있는 제1의 샤프트 부분, 및 상기 보어 내에 형성된 스토퍼와 결합하도록 배열된 캐치를 제공하도록 상기 샤프트 부분의 직경에 비해 대직경을 가지는 헤드 부분(36)을 구비한다. 상기 뼈나사는 상기 헤드 부분의 캐치와 상기 제1의 샤프트 부분의 수나사산(32)의 사이에 연장되는 클리어런스 그루우브를 포함하는 제2의 샤프트 부분을 더 구비한다. 상기 클리어런스 그루우브에 의해 상기 2개의 나사산 부분의 결합해제가 가능하고, 뼈나사는 인접하는 뼈, 예를 들면, 추체 내에서 느슨해진 경우에도 탈락하는 것이 방지된다. 상기 부재는 추간 임플란트 장치 내에 사용되는 케이지의 측벽(4)을 포함하거나, 뼈 플레이트 조립체의 플레이트가 될 수 있다.

추간, 임플란트, 탈락, 방지

Description

뼈 고정장치{Fixation Device for Bones}

본 발명은 인체의 뼈들 사이에 강성 연결 또는 가요성 연결을 제공하는데 이용되는 고정장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 추간 임플란트 장치로서, 이 추간 임플란트 장치는 상측 추체 및 하측 추체와 각각 결합하기 위한 상면 및 하면을 구비하는 장치 본체, 측벽 및 상기 추체 내에 삽입되도록 된 고정부재인 뼈나사를 수용하기 위해 상기 측벽 내에 형성된 적어도 하나의 보어를 포함한다.

뼈나사는 통상 인접하는 추체 내에 고정되도록 배열된 수나사를 구비한 샤프트 부분, 및 추체의 보어 내에 형성된 스토퍼와 결합하도록 배열된 캐치(catch)를 제공하기 위해 상기 샤프트 부분의 직경에 비해 대직경을 가지는 헤드 부분을 구비한다.

미국 특허공개 US 2006/0085071A1에는 상면, 하면 및 전면을 구비하고, 각각의 뼈나사를 수용하기에 적합한 4개의 보어 구멍이 형성되어 있는 본체를 포함하는 추간 임플란트 장치가 개시되어 있다. 상기 본체는 생체적합성 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 본체에 강성 및 강도를 부여하기 위해, 상기 본체의 전면에 티타늄 또는 티타늄 합금과 같은 금속재료로 제작된 소형의 전면 플레이트가 부착된다. 이 전면 플레이트에는 상기 플라스틱 본체의 각 보어 구멍에 대응하는 위치에 4개의 보어 구멍이 형성되어 있다. 상기 뼈나사들은 전면 플레이트의 보어 구멍들을 통해 삽입되고, 플라스틱 본체의 보어 구멍들을 통해 연장할 수 있다.

상기 전면 플레이트의 보어 구멍에는 암나사산이 제공되어 있다. 이들 암나사산은 뼈나사의 각 헤드 상에 제공된 수나사산에 대응한다. 고정 및 압축이 가능하도록 나사산이 형성된 헤드는 원추형을 취하고, 그 결과 뼈나사의 샤프트 부분을 향해 테이퍼를 이룬다.

위와 같은 구조에 관련하여, 나사들이 느슨해지거나, 추체 상에 가해지는 외력에 의해 서서히 풀려나옴으로써 예를 들면 인접하는 혈관을 심하게 손상시키고 전체 임플란트를 해체시킬 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 그러므로, 미국 특허공개 US 2006/0085071A1는 전면 플레이트에 고정 플레이트를 부착하는 것을 더 제안한다. 고정 플레이트는 전면 플레이트 내의 보어 구멍의 각 개구부를 덮어씌움으로써 그 속에 삽입된 뼈나사를 단단히 고정한다. 그 결과, 뼈나사들은 풀려나오거나 탈락할 수 없게 된다.

전술한 추간 임플란트 장치를 구현하는데 이용되는 부품의 수는 증가하고, 장치의 치수도 불합리하게 증대된다. 더욱, 외과수술시 뼈나사가 탈락하지 않도록 고정하기 위한 추가의 나사체결 단계가 필요하다.

유럽 특허공개 EP 1 280 481 A1에는 하나의 측벽으로 구성된 케이지(cage)를 포함하는 추간 임플란트 장치가 개시되어 있다. 그러나, 케이지의 측벽에 제공된 구멍 또는 보어는 그 속에 뼈나사를 삽입하는 것으로 도시되어 있지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 2개의 추체 사이에 추간 임플란트 장치를 삽입하는 조작을 단순화할 수 있고, 일단 추간 임플란트 장치가 설치된 후에는 외력에 대한 안전성이 증대되고, 사용된 부품들의 치수를 효과적으로 축소시키고 및/또는 뼈나사가 느슨해진 경우에 풀려나오거나 탈락하는 것을 방지하는 개량된 추간 임플란트 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 첨부한 청구항 1 또는 청구항 18에 따른 특징들의 조합을 포함하는 고정장치에 의해 달성된다. 유리한 관점 및 실시예들은 종속 청구항들에 개시되어 있다.

본 발명의 고정장치는 고정부재로서 뼈나사를 정위치에 유지할 수 있고, 느슨해진 경우에도 추체와 같은 인접하는 뼈 내에 삽입되도록 된 기구(mechanism)를 제공하도록 배열된다. 이를 위해, 뼈나사의 샤프트는 두 부분, 즉 수나사산 부분을 구비하는 일부분 및 클리어런스 그루우브(clearanace groove)를 구비하는 타부분을 구비한다.

상기 수나사산 부분은 장치 본체에 제공된 보어의 암나사산 부분과 결합할 수 있다. 클리어런스 부분을 포함하는 샤프트 부분은 뼈나사의 헤드 부분과 수나사산 부분을 포함하는 샤프트 부분 사이에 연장한다.

따라서, 본 뼈나사는 먼저 그 수나사산 부분을 이용하여 보어의 암나사산 부 분 내로 나사체결될 수 있다. 다음에 상기 뼈나사를 더욱 나사체결하면 상기 장치 본체의 보어 내의 암나사의 종방향 내의 전체 길이가 상기 클리어런스 그루우브에 의해 점유되면 수나사산 부분은 암나사산 부분과의 결합이 해제된다.

그러나, 보어의 암나사산 부분의 나사산 인렛(thread inlet)에 대한 뼈나사의 수나사산의 나사산 런아웃(thread runout)의 배향을 분리하기 위해 고정부재를 약 90 내지 약 270도의 각도로 연속적으로 회전시킬 수도 있다. 따라서, 뼈(예를 들면, 추체) 내에 고정된 뼈나사가 시간의 경과에 따라 느슨해지더라도, 나사산 런아웃에 위치하는 수나사산의 나선상의 돌출부가 예로써 90 내지 270도의 각도의 부정합에 기인되어 보어의 개구부를 둘러싸는 단부면에 접촉하게 된다. 그 결과, 장치 본체는 뼈나사를 가압하여 뼈나사가 뼈 또는 추체 내의 정위치에 유지되도록 강제한다.

본 발명의 다른 유사한 관점에 따르면, 뼈나사는 헤드 부분에 제2의 수나사산 부분을 구비한다. 이 제2의 수나사산 부분은 암나사산 부분과 결합하고, 제1의 수나사산 부분, 즉 뼈 나사산은 뼈물질과 결합한다. 상기 제2의 수나사산이 보어 내의 암나사산 부분으로부터 분리될 때 헤드 부분을 수용하기 위해 암나사산 부분에 인접하는 보어 내에 원통형의 안내 부분이 형성된다.

제2의 수나사산의 나사산 런아웃의 위치의 나선형 돌출부의 접촉의 원리는 제1의 관점과 동일하다. 즉, 제2의 수나사산 부분으로부터 분리된 후, 나사산 런아웃이 암나사산 부분의 나사산 인렛에 대해 예를 들면 90 내지 270도 만큼 부정합을 이루는 경우, 돌출부는 보어 내에서 각 단부면 상에 접촉한다. 따라서, 제1의 관점에서와 같이 뼈나사의 탈락을 방지하는 동일한 돌출부 각도가 얻어질 수 있다.

상기 고정장치는 하나 이상의 인접하는 뼈들에 고정되는 부재 및 고정부재로서의 뼈나사를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 뼈들에 고정되는 부재는 인접하는 추체들을 연결하기 위해 사용되는 케이지(cage)로서 구현될 수 있다.

그러나, 상기 고정장치는 상기 케이지를 이용한 추간판의 교체에 관한 적용분야에 한정되지 않는다. 오히려, 다른 실시예들에 따르면, 상기 뼈들에 고정되는 부재는 척주 및 기타 나머지 골격의 고정 또는 안정화를 위해 플레이트 형상, 슬리이브 형상 또는 적용분야에 따라 임의의 적합한 형상을 취할 수 있다.

경추 고정용 플레이트 또는 뼈나사를 이용한 흉요추의 측면고정용 플레이트를 포함하는 몇 가지 다른 고정장치가 제공된다. 기타 모든 종류의 플레이트 조립체도 역시 구현된다.

본 고정장치의 추가의 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조한 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

인접하는 뼈, 예를 들면, 추체 내에서 느슨해진 경우에도 탈락하는 것이 방지되는 뼈나사를 구비하는 뼈고정 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 고정장치(여기서는 추간 임플란트 장치(100))의 제1의 실시예의 분해사시도를 도시한 것이다. 도 2는 도 1의 상면도이다. 상기 장치(100)는 케이지(1; cage) 형태의 장치 본체를 포함한다. 이 케이지(1)는 티타 늄, 티타늄 합금, 또는 PEEK(폴리에테르에테르케톤)과 같은 생체적합성 재료로 제작되고, 하나 이상의 내측의 중공부를 둘러싸는 실질적으로 수직한 측벽을 구비한다. 이 중공부는 케이지(1)의 상면(3a) 및 하면(3b)을 향해 개방되어 있다.

상기 케이지(1)의 측벽은 전벽(4), 후벽(5), 우측벽(6) 및 좌측벽(7)으로 구성되고, 좌우측벽은 전후벽과 일체로 연결되어 있다. 전벽(4)은 케이지(1)의 전방벽을 나타내고, 후벽(5)은 케이지(1)의 후방벽을 나타낸다.

케이지(1)의 강성은 2 개의 내벽(8, 9)에 의해 더욱 안정된다. 이들 내벽은 후벽(5)으로부터 전벽(4)을 향해 호형상으로 연장한다. 양 내벽은 시상면(sagittal plane; S)에 대해 대칭을 이룬다.

2개의 내벽(10, 11)이 더 있다. 이들 내벽은 후벽으로부터 각각 좌우측벽(7, 6)을 향해 연장한다. 상기 내벽(8, 9)과 유사하게 양 벽(10, 11)은 시상면에 대해 대칭을 이룬다. 각 측벽(8, 9, 10, 11)은 시상면을 향하는 면이 볼록한 형상이고, 좌우측벽(7, 6)은 시상면을 향하는 면이 오목한 형상이다. 이와 같은 측벽과 내벽의 배열은 케이지-뼈의 경계면에서 최적의 하중전달을 제공하는 것으로 밝혀졌다.

측벽과 내벽에 의해 형성된 5개의 공간은 뼈 이식 물질로 충전되도록 구성된다. 또, 케이지(1)의 상하면 상에는 소형 치(16)가 제공되어 있다. 이들 소형 치는 상기 케이지(1)의 상하면이 인접 추체(40, 42)의 엔드 플레이트 내에 용이하게 파고들어갈(carve-in) 수 있도록 한다. 상기 소형 치들의 연속 형상은 상기 벽들의 형상과 동일하고, 인접 추체들에 해부학적으로 삽입되는데 최적화되어 있다. 즉, 양호한 응력 분산 및 비틀림 안정성을 가지는 형상이다.

상기 케이지(1)에는 또 뼈나사를 수용하기 위한 3개의 보어(2a, 2b, 2c)가 구비되어 있다. 이들 보어(2a, 2b, 2c)는 케이지(1)의 전벽(4) 상에 배치되어 있고, 중앙의 보어(2b)는 하향경사를 이루고, 2개의 측부의 보어(2a, 2c)는 상향경사를 이루고 있다. 반대의 경우도 가능하다. 즉, 중앙의 보어(2b)는 상향경사를 이루고, 2개의 측부의 보어(2a, 2c)는 하향경사를 이루도록 할 수 있다. 도 2의 상면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 보어(2a, 2c)는 각각 케이지(1)의 상면(3a)을 향하는 개구(18a, 18b)를 구비한다. 내벽(8, 9, 10, 11)의 특수한 형상 및 배열에 기인되어, 3개의 보어는 (수평면에 대해 경사를 이루고 있는 상태 하에서) 각각 이들 내벽(8, 9, 10, 11)에 의해 구획되는 고유의 내부 공간을 향해 개방된다.

추간판을 대신하도록 구성된 본 케이지의 경우, 통상 45°±20°의 경사 각도가 결정된다. 고정 플레이트에 적용할 경우, 통상 약 90°±30°의 경사 각도가 사용된다. 그러나, 본 발명은 전술한 각도 범위에 한정되지 않는다.

상기 보어의 개구(22a, 22c)는 케이지(1)의 내부 공간을 향하는 전벽(4)의 경사진 내면의 일부를 형성하는 단부면(20a, 20c)에 제공되어 있다. 이 단부면(20a, 20c)은 보어(2a, 2b, 2c)의 각 종축선에 실질적으로 수직방향으로 배향되어 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 단부면들은 뼈나사(30a, 30b, 30c) 상에 형성된 클리어런스 그루우브를 향하는 나사산 런아웃의 돌출부가 접촉하는 영역을 형성한다.

도 3A 및 도 3B는 2개의 인접 추체(40, 42)의 사이에 케이지(1)를 삽입하는 과정을 도시한 것이다. 이를 위해, 케이지(1)의 양측면에, 즉 우측벽(6) 및 좌측벽(7)에 홀딩 슬롯(holding slot; 14)이 제공되어 있다. 이 홀딩 슬롯(140은 가늘고 긴 형상으로서, 케이지(1)의 수평면(T) 내에 연장되어 있다. 이 홀딩 슬롯에는 케이지(1)의 삽입을 도와주는 홀딩기구가 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 케이지(1)는 정면 요추 추체간 유합 케이지(anterior lumbar interbody fusion cage; ALIF-cage)를 나타내는 것으로서, 이 케이지는 예를 들면 추간판을 대체하기 위해 요추주(limbar spinal column)의 2개의 인접하는 추체의 사이에 정면으로부터 도입되도록 된 것이다.

상기 케이지(1)가 추체(40, 42)의 사이에 적절히 위치되면, 뼈나사(30a, 30b, 30c)가 각 보어(2a, 2b, 2c) 내에 삽입되고, 추체(40, 42)(도 3B 참조)의 엔드 플레이트 내에 나사 체결된다. 설명의 편의의 위해, 도 4의 실시예에는 보어(2') 및 이에 대응하는 뼈나사(30')의 단순화된 구조가 도시되어 있다. 이들 도면에서 동일한 참조번호는 동일하거나 유사한 부품을 나타낸다.

이 실시예에 따른 뼈나사(30')(도 4의 상측부 참조)는 헤드 부분(36), 뼈나사산을 형성하는 제1의 (나사산이 형성된) 샤프트 부분, 및 클리어런스 그루우브(34a)를 포함하는 제2의 샤프트 부분을 포함하는 실질적으로 3개의 부분으로 구성되어 있다. 제1의 샤프트 부분은 추체(40, 42)의 인접하는 엔드 플레이트의 뼈 물질 내에 천공 및 절삭에 의해 진입하도록 구성되는 수나사산(32)을 구비한다. 이 수나사산은 나선형 그루우브(39) 및 나선형 돌출부(38)에 의해 형성된다.

제2의 샤프트 부분은 수나사산의 나사산 런아웃 부분으로부터 헤드 부분(36) 을 향해 연장하는 클리어런스 그루우브(34a)를 구비한다. 이 제2의 샤프트 부분은 나사산이 형성된 부분(32)의 코어 직경(31)(즉, 수나사산의 나선형 그루우브의 직경)과 실질적으로 동일한 직경을 가진다. 다시 말하면, 클리어런스 그루우브(34a)의 직경은 나사산(32)을 형성하는 나선형 돌출부(38)의 직경보다 작다.

상기 뼈나사는 먼저 전벽(4)에 형성된 암나사산 부분(22) 및 원통상 안내 부분(52)을 구비하는 보어(2') 내에 삽입된다. 원통상 안내 부분(52)은 뼈나사의 헤드 부분(36)을 수용하도록 구성되고, 이들 원통상 안내 부분과 뼈나사의 헤드 부분의 직경은 적합한 안내를 제공하도록 실질적으로 동일하다. 또, 안내 부분(52)의 직경은 암나사산 부분(22)의 직경보다 대직경이고, 이들 두 부분 사이의 천이부분에는 원추형 스토퍼(50)가 형성되어 있다. 이 원추형 스토퍼(50)는 도 4의 최하측의 도면에 도시된 바와 같은 압축 상태에 도달했을 때 뼈나사(30')의 헤드 부분(36) 상에 형성된 대응하는 원추형 캐치(35)와 결합할 수 있다.

뼈나사의 수나사산(32) 및 보어의 암나사산(22)은 상호 결합되도록 구성되어 있다. 따라서, 뼈나사는 암나사산(22)을 통해 나사체결될 수 있다(도 4의 중간의 도면 참조). 클리어런스 그루우브(34)의 종방향 길이는 암나사산(22)의 종방향 길이와 실질적으로 동일하다. 보다 상세하게는, 클리어런스 그루우브의 길이는 스토퍼(50)로부터 케이지(1)의 전벽(4)의 단부면(20')을 향하는 개구(18')까지의 거리와 실질적으로 동일하다. 그 결과, 나사산 부분(22, 32)들의 결합상태는 캐치(35)가 스토퍼(50)에 접촉했을 때 해제된다.

나사를 더욱 조이면 케이지(1)는 추체(40, 42)의 엔드 플레이트에 대해 가압 된다. 그러나, 이와 같이 나사를 더욱 조이면 나사산 런아웃의 위치에서 암나사산(22)의 나사산 인렛(54)(즉, 개구(18') 내에 진입하는 암나사산의 그루우브)에 대한 나선상의 돌출부(37)의 위치가 부정합을 이룬다. 따라서, 뼈나사를 더욱 회전시키면, 나사산 런아웃의 수나사산(32)의 나선상 돌출부(37)는 단부면(20') 상에 접촉한다.

도 5는 본 발명의 변경 실시예의 단순화한 구조도이다. 동일한 참조번호는 동일하거나 유사한 부품을 표시한다. 이 실시예에서, 뼈나사(30")의 헤드 부분(36)은 전술한 제2의 실시예의 것에 비해 상당히 짧다. 그 결과 뼈나사의 삽입시 발생하는 안내 상태의 불안정은 클리어런스 그루우브(34b)의 특징, 즉 이 실시예에서 클리어런스 그루우브의 직경을 나사산 부분(32)의 코어 직경(31)에 비해 대직경으로 한 것에 의해 보상된다.

그러나, 클리어런스 그루우브(34b)의 직경은 실제로 나사산 부분(32)의 나선상 돌출부의 외경보다 소경이므로 클리어런스 그루우브는 보어(2")의 암나사산 부분을 통과할 수 있다. 그 결과, 클리어런스 그루우브(34b)는 보어의 암나사산 부분의 대응하는 돌출부(상세히 도시되지 않음)와 밀착됨으로써 뼈나사를 긴밀하게 안내하는 기능을 발휘한다. 다시 말하면, 암나사산 부분(22)은 안내 부분(52b)의 기능도 동시에 발휘한다. 참조번호 52a(도 5의 상측 도면 참조)는 단축된 헤드 부분(36)을 위한 시이트를 나타낸다.

도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 제1의 실시예에 관련된 뼈나사 기구의 대응하는 구조를 도시한 것이다. 동일한 참조번호는 다른 실시예들의 것과 동일하거나 유사한 부품을 표시한다. 도면은 뼈나사의 삽입단계(59), 보어(2a, 2b, 2c)의 암나사산 부분을 통한 뼈나사(30a, 30b, 30c)의 나사체결단계(60), 및 전술한 도 4에 관하여 상세히 설명한 바와 동일하게 뼈나사를 로킹하기 위한 뼈나사의 추가 회전단계(61)를 도시한 것이다. 또, 도면에는 캐치(35)를 통해 헤드 부분(36) 상에 작용하는 힘(F₁) 및 수나사산 부분을 통해 뼈나사(30a, 30b, 30c)의 제1의 샤프트 부분 상에 작용하는 힘(F₂)이 도시되어 있다(도 6의 하측 도면 참조).

도 7A, 7B, 8A, 8B는 제1의 실시예에 따른 추간 임플란트 장치(100)의 로킹 작용 또는 고정 작용을 도시한 것이다. 이 실시예에서, 6각 헤드의 뼈나사가 채용되고, 도 7A 및 도 8A에 도시된 뼈나사(30c)를 체결하기 위해 6각 렌치가 사용된다. 도 7A는 캐치(35)가 스토퍼(50)에 접촉하고, 클리어런스 그루우브(34c)가 전벽(4) 내의 보어(2c)의 암나사산 부분(22c)을 통해 연장한 상태를 도시한 것이다. 따라서, 추가로 나사를 조여주면 압축이 개시된다.

뼈나사(30c)를 예를 들면 85도만큼 더 회전(61)시키면 더욱 압축됨과 동시에 수나사산 부분(32)의 나사산 런아웃의 위치에서 나선상의 돌출부(37)는 보어(2c)의 개구(22c)의 나사산 인렛(54)에 대해 부정합(misorient) 상태가 된다. 도 7B 및 도 8B는 각각 정합 및 부정합 상태의 개략도이다. 나사산 런아웃이 보어(2c)의 나사산 인렛(54)과 부정합 상태를 유지하는 상태에서 뼈나사를 풀어주는 임의의 힘이 뼈나사(30c) 상에 작용하면, 돌출부(37)는 전벽의 단부면(20c) 상에 더욱 강하게 밀착된다. 그 결과, 본 실시예의 고착 기능이 달성된다.

도 9는 변경 실시예를 도시한 것이다. 동일한 참조번호는 전술한 실시예들에 도시된 것과 동일하거나 유사한 부품을 나타낸다. 차이점은 뼈나사에 클리어런스 그루우브가 없다는 점이다. 그러나, 뼈나사의 탈락을 방지하는 보호 기구 또는 고정 기구는 뼈나사(300), 특히 이 뼈나사의 헤드 부분(36)에 제공된 제2의 나사산 부분(330)에 의해 달성된다.

케이지의 전벽(400)(뼈고정 플레이트가 고려되는 경우에는 플레이트 조립체의 플레이트(400))에 형성된 보어(200)는 제1의 암나사산 부분(220) 및 이 암나사산 부분에 인접한 원통상의 안내 부분(520)을 포함한다. 이 실시예에서, 뼈나사(300)의 제2의 수나사산 부분(330)은 헤드의 암나사산 부분과 결합하고, 제1의 나사산 부분(뼈나사산)(32)은 단지 인접하는 뼈들의 뼈물질과 결합한다.

이러한 이유로 인해, 뼈나사의 샤프트 부분을 수용하기 위한 협폭의 개구(180)에는 나사산이 제공되어 있지 않다.

고정 기구는 다음과 같다: 케이지, 또는 플레이트의 전벽(400)의 보어(200) 내에 뼈나사가 삽입된 후, 제2의 수나사산 부분(헤드 나사산)(330)은 보어(200)의 암나사산 부분(220)과 나사 체결된다. 이 헤드 나사산의 나사산의 길이(L1)는 원통상 안내 부분(520)의 길이와 동일하므로

캐치(35)가 스토퍼(50)에 접촉하는 순간 수나사산 부분(330)은 암나사산 부분(220)으로부터 이탈하여 결합이 해제된다.

이 상태에서 상기 안내 부분(520)은 원통 대칭이므로 뼈나사는 보어 내에서 자유롭게 회전할 수 있게 된다. 따라서, 뼈나사산을 인접하는 뼈물질 내에 예를 들면 80도 내지 270도 또는 90도 내지 280도의 각도만큼 더욱 깊게 조여주면 캐치는 스토퍼에 더욱 가압된다. 그 결과, 헤드 나사산(330)의 나사산 런아웃의 위치의 나선상 돌출부(37)는 보어(200) 내의 암나사산(220)의 나사산 인렛에 대해 부정합을 이루게 된다. 따라서, 돌출부(37)는 암나사산(220)과 원통상 안내 부분(520) 사이의 천이부분에서 보어 내의 대응하는 단부면(201)에 접촉된다.

그 결과, 뼈나사가 뼈물질 내에서 느슨해지는 경우에도 뼈나사는 케이지 또는 플레이트로부터 쉽게 탈락할 수 없고, 오히려 헤드 부분이 원통상 안내 부분(520)의 내부에 강고하게 유지될 수 있다.

본 발명은 전술한 구체적인 특징에 한정되지 않고, 전술한 실시예를 다양하게 개조한 것도 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들면, 뼈물질 내에 나사 체결되는 뼈나사는 6각 헤드 이외의 본 기술분야의 공지의 기구 및 공구를 사용할 수 있다 또, 일예로서, 케이지 및 뼈나사의 재료는 특수 용도에 따라 선택될 수 있다.

또, 3개의 뼈나사를 수용하는 3개의 보어를 채용한 실시예가 응력분산 및 비틀림력의 분산에 대해 최적의 구조를 제공하는 것으로 밝혀졌고, 또 그렇게 기술되었으나, 2개, 4개, 또는 그 이상의 보어 및 뼈나사를 채용할 수도 있다. 또, 본 발명은 실시예에 개시된 케이지의 내외측벽의 배열에 한정되지 않는다. 특히, 본 발명은 뼈 플레이트 또는 유사한 뼈고정 장치에 대한 적용도 포함한다.

도 1은 제1의 실시예에 따른 추간 임플란트 장치의 분해 사시도;

도 2는 도 1에 따른 장치의 평면도;

도 3은 도 1에 따른 장치를 2개의 추체 사이에 삽입하는 과정의 개략도;

도 4는 제2의 실시예에 따라 클리어런스 그루우브를 가지는 고정부재를 장치 내에 삽입하는 3 단계를 설명하기 위한 개략 단면도;

도 5는 제3의 실시예에 따라 직경이 증대된 클리어런스 그루우브를 가지는 고정부재를 장치 내에 삽입하는 3 단계를 설명하기 위한 개략 단면도;

도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따라 클리어런스 그루우브를 가지는 고정부재를 장치 내에 삽입하는 3 단계를 설명하기 위한 개략 단면도;

도 7A는 로킹 이전에 압축 상태가 달성되는, 본 발명의 제1의 실시예에 따라 보어 내에 삽입되는 고정부재의 부분확대 분해사시도;

도 7B는 도 7A에 도시된 상태에서 고정부재의 수나사산의 나사산 런아웃(thread runout)과 장치 본체의 보어의 암나사산의 나사산 인렛(thread inlet)의 상대 배향의 개략도;

도 8A는 로킹 후의 상태, 즉 90 내지 270도의 각도로 더 회전된 상태의 본 발명의 제1의 실시예에 따라 보어 내에 삽입되는 고정부재의 부분확대 분해사시도;

도 8B는 도 8A에 도시된 로킹 회전의 결과 나사산 런아웃과 나사산 인렛이 부정합(misorientation) 상태를 이루고 있는 것을 도시한 개략도;

도 9는 본 발명의 변경 실시예의 개략도이다.

Claims

뼈(40, 42)의 고정장치(100)로서:

하나 또는 그 이상의 뼈에 고정되기 위한 것이고, 뼈나사(30)를 수용하기 위해 제1의 암나사산 부분(22a, 22b, 22c, 22)을 포함하는 적어도 하나의 보어(2a, 2b, 2c, 2', 2")를 구비하는 부재(1); 및

상기 보어(2a, 2b, 2c, 2', 2")를 통해 상기 뼈 내에 삽입되기 위한 뼈나사(30)를 포함하고;

이 뼈나사는,

상기 적어도 하나의 보어의 암나사산 부분(22a, 22b, 22c, 22)과 결합하도록 배열된 제1의 수나사산 부분이 제공되어 있는 제1의 샤프트 부분;

상기 보어에 형성된 스토퍼(50)와 결합하도록 배열된 캐치(35)를 제공하기 위해 상기 샤프트 부분의 직경보다 대직경을 가지는 헤드 부분(36); 및

상기 헤드 부분의 캐치(35)와 상기 제1의 샤프트 부분의 수나사산(32) 사이에 연장된 클리어런스 그루우브(34a, 34b, 34c)를 포함하는 제2의 샤프트 부분을 포함하고,

상기 제1의 샤프트 부분의 수나사산 부분(32)은 나선상 돌출부(37)를 포함하고;

나사산 런아웃이 상기 제1의 샤프트 부분의 수나사산(32)과 상기 제2의 샤프트 부분의 클리어런스 그루우브(34a, 34b, 34c)의 사이의 천이부에 제공되고;

상기 나사산 런아웃에 제공된 나선상 돌출부(37)는, 상기 헤드 부분(36)의 캐치(35)가 상기 보어 내에 형성된 스토퍼(50) 상에 접촉할 때, 상기 장치 본체의 상기 보어의 개구(18a, 18b, 18c, 18, 18')를 둘러싸는 단부면(20a, 20b, 20c, 20') 상에 접촉하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항에 있어서, 추간 임플란트 장치로서 배열되고, 상기 부재(1)는:

상측 추체(40) 및 하측 추체(42)의 각 엔드 플레이트와 결합하기 위한 상면(3a) 및 하면(3b), 및 적어도 하나의 보어가 형성된 측벽(4)을 구비하는 장치 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항에 있어서, 상기 뼈나사(30)의 제2의 샤프트 부분은 상기 보어의 제1의 암나사산 부분의 내경에 비해 소경인 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 클리어런스 그루우브(34a, 34b, 34c)에 의해 형성된 제2의 샤프트 부분은 상기 보어의 제1의 암나사산 부분(22a, 22b, 22c, 22)의 길이와 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 클리어런스 그루우브(34a, 34b, 34c)에 의해 형성된 제2의 샤프트 부분은 상기 제1의 샤프트 부분의 외경에 비해 작은 외경을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제5항에 있어서, 상기 제2의 샤프트 부분의 클리어런스 그루우브(34a, 34b, 34c)는 상기 제1의 샤프트 부분의 코어 부분의 직경과 동일하거나 큰 외경을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 제2의 샤프트 부분의 클리어런스 그루우브(34a, 34b, 34c)는 나사산이 형성되어 있지 않고, 원통상인 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 보어(2a, 2b, 2c, 2', 2")는 상기 스토퍼의 인접부까지 연장함과 동시에 상기 뼈나사의 헤드 부분(36)을 수용하기 위해 상기 보어의 암나사산 부분(22a, 22b, 22c, 22)의 직경에 비해 대직경을 가지는 원통상 안내 부분(52)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 장치 본체는 3개의 뼈나사에 관련되는 3개의 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제9항에 있어서,

상기 장치는 추간 임플란트 장치이고,

상기 3개의 보어는 상기 장치 본체의 측벽의 일부를 형성하는 전벽(4)에 배열되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제10항에 있어서, 상기 전벽(4)은 2개의 호형상 수직 내벽(8, 9)을 통해 후벽(5)에 연결되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제11항에 있어서, 상기 측벽의 일부를 형성하는 좌측벽(6) 및 우측벽(7)은 2개의 제2의 호형상 수직 내벽(10, 11)을 통해 상기 후벽(5)에 연결되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제12항에 있어서,

상기 3개의 보어 각각은 인접하는 추체들의 엔드 플레이트를 향해 개방되는 상기 장치 본체의 분리된 내부 공간인 (a) 2개의 호형 수직 내벽(8, 9) 사이의 공간; (b) 상기 2개의 제1의 호형 수직 내벽(8, 9) 중의 하나의 수직 내벽(8)과 상기 2개의 제2의 호형 수직 내벽(10, 11) 중의 좌측 수직 내벽의 사이의 공간; 및 (c) 상기 2개의 제1의 호형 수직 내벽(8, 9) 중의 다른 하나의 수직 내벽(9)과 2개의 제2의 호형 수직 내벽(10, 11) 중의 우측 수직 내벽의 사이의 공간을 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제2항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 장치 본체의 상면(3a) 및 하면(3c)에는 상기 뼈나사(들)에 기인되는 가압시에 상기 인접하는 추체들(40, 42)의 엔드 플레이트 내에 파고 들어가게 되는 소형의 치(16)가 제공되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 정면 요추 추체간 유합(ALIF) 장치로서 배열되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 인접하는 뼈들을 상호 고정하기 위한 플레이트 조립체로서 배열되고, 상기 부재(1)는 플레이트인 것을 특징으로 하는 뼈 고정장치.
뼈의 고정장치(100)로서:

하나 또는 그 이상의 뼈에 고정되기 위한 것이고, 뼈나사(300)를 수용하기 위한, 제1의 암나사산 부분(220)과 상기 암나사산 부분에 인접하는 원통상 안내 부분(520)을 포함하는 적어도 하나의 보어(200)를 구비하는 부재(400); 및

상기 보어를 통해 상기 뼈 내에 삽입되기 위한 뼈나사를 포함하고;

이 뼈나사는 ,

상기 뼈의 물질과 결합하도록 배열된 제1의 수나사산 부분(32)이 제공된 샤프트 부분;

상기 적어도 하나의 보어의 암나사산 부분;

상기 보어에 형성된 스토퍼(50)와 결합하도록 배열된 캐치(35)를 제공하기 위해 상기 샤프트 부분의 직경보다 대직경을 가짐과 동시에, 상기 제1의 암나사산 부분(220)과 결합하도록 배열된 제2의 수나사산 부분(330)을 포함하고, 상기 보어(200) 내에 상기 뼈나사(300)가 나사체결된 후 상기 캐치(35)와 상기 스토퍼(50)가 접촉되었을 때 상기 원통상 안내 부분(520) 내에 수용되도록 된 헤드 부분(36)을 포함하는 뼈 고정장치.
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