KR101685175B1 - 골공증 뼈를 위한 상박골두 고정 장치 - Google Patents

골공증 뼈를 위한 상박골두 고정 장치 Download PDF

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Abstract

장치는 뼈 안정화 임플란트에 연결되도록 구성된 연장 본체를 구비하고, 뼈 안정화 임플란트가 표적 뼈의 필요한 위치에 장착될 때, 연장 본체가 선택된 각도에서 뼈 안정화 임플란트로부터 이격되게 연장한다. 연장 본체가 필요한 경로를 따라 뼈의 표적부 속으로 통과한다. 연장 본체는 연장 본체의 원위단에 있는 개구로 그 안에서 연장하는 루멘을 구획한다. 또한, 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동을 위해 연장 본체의 루멘 내부에 수납된 전개(deploying) 부재를 구비한다. 또한, 장치는 루멘을 통한 전개 부재의 이동이 와이어들의 원위단들이 루멘 내부에 수납된 삽입 위치와 와이어들의 원위단들이 연장 본체의 원위단에 있는 개구 밖으로 원위 방향으로 연장하여 연장 본체의 원위단에 인접한 뼈 부분을 관통하는 전개 위치 사이에서 와이어들을 이동시킨다. 와이어들은 연장 본체 밖으로 연장할 때 고정 형상을 띠도록 바이어스되도록 되어 있는 전재 부재에 연결된 다수의 와이어들을 구비한다.

Description

골공증 뼈를 위한 상박골두 고정 장치{humeral head fixation device for osteoporotic bone}
우선권
본 출원은 인용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 합체되는 "골공증 뼈를 위한 상박골두 고정 장치"라는 제목으로 2009.9.14.자로 출원된 미국 가출원 번호 제61/242,093호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 뼈의 치료에 관한 것으로서, 특히 와이어의 근위단에 힘이 가해질 때 뼈를 관통하는 미리-형상화된 와이어를 사용한 골공증 뼈의 치료 시스템 및 방법에 관한 것이다.
노인 환자들의 경우 임플란트가 안정한 방식으로 뼈에 고정될 수 없기 때문에 골공증 뼈를 가진 노인 환자의 근위 및 원위 뼈 골절의 치료는 매우 위험하다. 근위 및 원위 뼈 골절 치료에 사용되는 수술법은 종종 부정유합, 불유합, 골단의 골괴사, 스크류의 느슨해짐 및/또는 정복의 손실과 같은 문제를 유발한다.
본 발명은 뼈의 치료에 관한 것으로서, 특히, 고정하기 어려울 수도 있는 골공증 뼈의 치료에 관한 것이다. 본 발명의 예시적 실시예들은 와이어들의 근위단들에 힘이 가해질 때 뼈를 관통하는 미리-형태화된(pre-shaped) 와이어들을 사용하여 뼈를 치료하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 뼈 치료 장치에 관한 것으로서, 뼈 플레이트에 연결되도록 구성된 연장(가늘고 긴)(elongated) 본체를 구비하고, 뼈 플레이트가 표적 뼈의 필요한 위치에 장착될 때, 연장 본체는 뼈 플레이트로부터 선택된 각도만큼 이격되어 연장함으로써 연장 본체는 필요한 경로를 따라 뼈의 표적부 속으로 통과한다. 연장 본체는 연장 본체의 원위단의 개구로 연장하는 루멘을 구획한다. 또한, 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이의 이동을 위해 연장 본체의 루멘 내부에 수납되는 전개 부재(deploying member)를 포함한다. 또한, 장치는 전개 부재에 연결된 다수의 와이어들을 포함하며, 루멘을 통한 전개 부재의 이동은 와이어들의 원위단들이 루멘 내부에 수납되는 삽입 위치와 와이어들의 원위단들이 연장 본체의 원위단의 개구 밖으로 원위적으로 연장하는 전개 위치 사이에서 연장 본체의 원위단에 인접한 뼈의 부분을 관통하기 위해 와이어들을 이동시킨다. 연장 본체 밖으로 연장할 때 와이어들은 바이어스되어 앵커 형태를 띠게 된다.
비록 설명된 예시적 실시예들이 상완골의 골절 치료에 관한 것이지만, 당업자들은 본 발명이 그 어떤 뼈의 치료에도 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 근위 및 원위라는 용어는 외과의사 또는 장치의 다른 사용자를 향하는 방향(근위) 또는 그로부터 멀어지는 방향(원위)을 설명하는 의도를 가진다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 제1 구성에서, 도 1의 시스템의 측단면도이다.
도 3은 제1 구성에서, 도 1의 시스템의 장치의 측단면도이다.
도 4는 제2 구성에서, 도 1의 시스템의 측단면도이다.
도 5는 제2 구성에서, 도 3의 장치의 원위부의 측단면도이다.
도 6은 제1 구성에서, 본 발명의 대안적 실시예에 따른 장치의 측단면도이다.
도 7은 제2 구성에서, 도 6의 장치의 측단면도이다.
본 발명은 첨부된 도면들과 상세한 설명을 참조할 때 더 잘 이해될 것이며, 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호가 부여되었다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 시스템(100)은 대퇴골 또는 상완골과 같은 뼈의 골절을 고정하기 위해 연장 플레이트(104)에 연결될 수 있거나 일체로 형성된 장치(102)를 구비한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 장치(102)는 플레이트(104)의 제1 끝단(106)에 연결되고, 선택된 플레이트(104)의 세로축에 대해 각지게 제1 끝단(106)으로부터 멀어지게 연장되고, 플레이트(104)가 표적 뼈의 필요한 위치에 장착될 때, 장치(102)는 표적 뼈의 헤드부 속으로 필요한 경로를 따라 연장한다. 플레이트(104)는 제1 끝단(106)으로부터 제2 끝단(108)까지 연장하고, 플레이트(104)를 표적 뼈에 고정하도록 뼈 고정 요소들을 수납하기 위해 그 길이를 따르는 다수의 개구들(110)을 구비한다. 장치(102)는 플레이트(104)와 일체로 형성된 것으로 도시되었지만, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 대안적 실시예에 있어서, 장치(102')는 플레이트(104)에 연결될 수 있도록 구성된 분리된 구성으로 즉, 정 또는 다른 앵커 요소로서 형성될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 장치(102')는 플레이트(104)의 개구를 통해 뼈 속으로 삽입될 수 있다. 장치(102')는 분리된 구성이므로, 장치(102')의 근위단(114')은 플레이트(104)에 연결되도록 구성되는 것을 당업자는 이해할 것이다. 장치(102')는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 또한, 장치(102)는 플레이트(104)의 제1 끝단(106)에 부착된 것으로 도시되었지만, 플레이트(104)가 표적 뼈의 필요한 위치에 연결될 때 장치(102)가 필요한 경로를 따라 뼈의 헤드 속으로 연장하는 한, 장치(102)는 플레이트(104)의 길이를 따르는 그 어떤 지점에 부착 또는 결합될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
장치(102)는 볼트(120)와 다수의 와이어들(122)을 수납하는 연장 본체(112)를 더 구비하고, 삽입 구성에서, 볼트(120)와 다수의 와이어들(122)은 본체(112) 내부에 수납되고, 그들이 본체(112) 밖으로 빠져나와 표적 뼈의 헤드부 속으로 연장하는 전개 구성으로 이동될 수 있다. 연장 본체(112)는 근위단(114)으로부터 원위단(116)까지 연장하며 그것을 관통 연장하는 루멘(118)을 포함한다. 연장 본체(112)의 근위단(114)은 플레이트(104)에 부착 또는 결합되고 플레이트(104)가 표적 뼈에 외부적으로 위치될 수 있는 한편 연장 본체(112)는 뼈 속으로 연장한다. 루멘(118)은 볼트(120)와 다수의 와이어들(122)을 수용하는 크기와 모양을 가지므로 볼트(120)와 다수의 와이어들(122)은 연장 본체(112)에 대해 길이 방향으로 움직일 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 삽입 구성에서, 와이어들(122)은 루멘(118) 내부에 실질적으로 수납된다. 장치(102)의 세로축에 대한 볼트(120)의 회전은 연장 본체(112)에 대해 원위 방향으로 세로축을 따라 도 4 및 도 5에 도시된 전개 구성으로 다수의 와이어들(122)을 이동시킨다.
특히, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 와이어들(122)은 방사상 내측으로 연장하여 볼트(120)의 헤드(138)의 그루브(142)에 연결되는 돌기(150)를 포함하는 근위단(146)으로부터 길이 방향으로 연장함으로써, 다수의 와이어들(122)은 볼트(120)에 대해 주변을 둘러싸도록 위치된다. 와이어들(122)과 볼트(120)는 서로 회전되게 연결됨으로써, 볼트(120)가 연장 본체(112)를 통해서 회전될 때 와이어들(122)은 회전하지 않는다. 와이어들(122)의 원위단들(148)은 뼈 관통 팁(152)을 구비하는 것이 바람직하고, 이러한 팁(152)은 날카롭게 처리되거나 와이어(122)에 의한 해면골의 침투를 용이하도록 다른 처리가 될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전개 구성에서, 와이어들(122)의 원위부들은 연장 본체(112)의 원위단(116) 밖으로 원위 방향으로 연장하여, 표적 뼈의 헤드부를 침투하여 장치(102)가 삽입된다. 이러한 실시예에 있어서, 와이어들(122)은 바이어스됨으로써, 본체(112)를 빠져나올 때, 그들은 원위단(116)으로부터 원위 방향으로 소정 간격 멀어지게 연장하는 기억 형상을 향해 이동한 후 근위 방향으로 다시 굽혀져서 장치(102)를 표적 뼈에 고정하게 된다. 예를 들어, 와이어들(122)은 니티놀과 같은 형상 기억 물질로 형성될 수도 있다. 그러한 물질로 형성된 와이어들(122)은, 와이어의 원위부(154)가 대략 90°와 180° 사이에서 굴곡되는, 굴곡 구성(bent-configuration)으로 미리-형태화될 수 있다. 삽입 구성에서, 와이어들(122)은 연장 본체(112) 내부에서 실질적으로 직선 구성으로 유지된다. 그러나, 와이어들(122)이 전개 구성으로 움직일 때, 원위부들(154)은 연장 본체(112)의 원위단(116)을 지나 연장하여, 날카로운 팁(152)이 뼈를 뚫을 때 굴곡 구성으로 되돌아 간다. 와이어들(122)의 수와 와이어들(122)의 주변 방위는 특정한 환자의 조직 및 장치(102)의 하중 수용 능력에 따라 변화될 수 있다.
와이어들(122)이 이러한 굴곡 경로들을 따라 전개 구성으로 이동할 때, 뼈 내부의 와이어들(122)의 길이가 증가되는 반면 와이어들(122)이 표적 뼈의 헤드부의 외면에 너무 가깝게 접근하는 것을 방지한다. 헤드부의 외면으로부터 이격되는 와이어들(122)의 이러한 굴곡은, 와이어들(122)이 표적 뼈에 이식된 후 장치(102)의 이동에 견디는 높은 하중-지지력 및 우산-모양 고정의 결과를 나타내는 것을 당업자는 이해할 것이다. 날카로운 팁(152)은 뼈를 뚫어서 와이어들(122)과 실질적으로 동일한 크기와 모양을 가진 리세스를 형성하여 안정한 계면을 형성한다. 또한, 굴곡 구성은 뼈의 관절 영역의 연골로부터 이격되게 와이어들(122)을 안내하여 관절면에 대한 손상을 방지한다. 또한, 굴곡 구성은 압축력과 전단력의 매끄러운 전이를 위해 필요한 동특성(dynamic behavior)을 용이하게 한다. 따라서, 삽입 구성으로부터 전개 구성까지 다수의 와이어들(122)의 이동은 표적 뼈 내부에서 장치(102)의 안전성과 고정을 증가시킴을 당업자는 이해할 것이다.
원위부(124)를 통해 연장하는 루멘(118)의 부분이 근위부(126)를 통해 연장하는 루멘(118)의 부분보다 직경이 더 크도록 연장 본체(112)의 원위부(124)의 벽의 두께는 연장 본체(112)의 근위부(126)의 벽의 두께보다 더 크다. 원위부(124)는 볼트(120)의 샤프트(136)와 결합하기 위해 그 내면(130)의 적어도 일 부분을 따르는 나사산을 포함한다. 또한, 각각의 와이어들(122)이 내면(134)을 따라 개구들(132)의 어느 하나로 연장하도록, 원위부(124)는 원위부(124)의 길이를 따라 연장하고 연장 본체(112)의 근위부(126)의 내면에 길이 방향으로 결합하는 다수의 개구들(132)을 포함한다. 따라서, 개구들(132)은 와이어들(122)을 수용하는 크기와 형상을 가지는 것을 당업자는 이해할 것이다.
볼트(120)는 헤드(138)와 그것으로부터 원위 방향으로 연장하는 샤프트(136)를 포함한다. 헤드(138)는 삽입 구성과 전개 구성 사이에서 와이어를 이동시키기 위해 연장 본체(112)의 루멘(118)을 따라 원위 방향으로 볼트(120)를 박아 넣기 위한 드라이빙 도구와 결합하기 위한 육각-리세스와 같은 드라이빙 요소(140)를 포함한다. 헤드(138)는 와이어들(122)의 근위단들(146)과 연결하기 위해 그 주위에 있는 그루브(142)를 더 포함한다. 샤프트(136)는 연장 본체(112)의 원위부(124)의 나사산(128)과 결합하기 위해 샤프트(136)의 길이를 따르는 나사산(144)을 포함한다. 따라서, 장치(102)의 세로축에 대한 볼트(120)의 회전은 삽입 구성과 전개 구성 사이에서 장치(102)를 이동시킨다. 삽입 구성에서, 볼트(120)는 연장 본체(112)의 루멘(118) 내부에 실질적으로 수납되는 한편, 전개 구성에서, 볼트(120)의 원위단은 본체(112)로부터 원위 방향으로 연장한다. 또한, 볼트(120)는, 장치(102)가 전개 구성으로 이동할 때, 헤드(138)가 연장 본체(112)의 원위부(124)의 근위단(156)에 접촉하도록 구성됨으로써 볼트(120)가 원위 방향으로 더 이상 움직이지 못하도록 구성된 헤드(138)를 더 포함할 수 있다.
장치(102)를 전개 구성으로 이동시키는데 사용되는 방향에 반대되는 방향으로 세로축을 따라 볼트(120)를 회전시킴으로써 장치(102)가 뼈로부터 제거될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 이것은 볼트(120)를 연장 본체(112) 속으로 근위 방향으로 되돌려 이동시켜 배치되었던 와이어들이 삽입 구성으로 루멘(118) 속으로 다시 복귀하는 굴곡 경로를 따라 와이어들(122)을 집어넣는다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이 시점에서, 장치(102)는 표적 뼈의 헤드부에 더 이상 고정되지 않고 그로부터 제거될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 장치(102')는 시스템(100)과 관련하여 전술한 바와 같이, 장치(102)와 실질적으로 유사할 수 있다. 장치(102')는 정, 스크류 또는 플레이트(104)에 있는 개구를 통해 표적 뼈의 헤드부에 삽입될 수 있는 다른 고정 요소일 수 있다. 장치(102)와 유사하게, 장치(102')는 근위단(114')으로부터 원위단(116')까지 연장하고 그것을 통해 연장하는 루멘(118')을 가진 연장 본체(112')를 포함한다. 루멘(118')은 볼트(120')와 다수의 와이어들(122')을 수용하는 크기와 형상을 가지므로, 볼트(120')와 와이어(122')는 도 6에 도시된 삽입 구성과 도 7에 도시된 전개 구성 사이에서 루멘(118')에 대해 길이 방향으로 이동할 수 있다. 연장 본체(112')의 근위단(114')은 플레이트(104)와 연결하기 위한 연결 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 근위단(114')은 뼈 플레이트(104)의 개구의 나사산과 결합하기 위해 그 외면을 따르는 나사산(115')을 포함할 수 있다.
삽입 구성에서, 와이어들(122')은 연장 본체(112') 내부에 실질적으로 수납된다. 볼트(120)와 유사하게, 볼트(120')는 연장 하우징(112')에 대해 이동 가능하며, 원위부들(154')이 연장 하우징(112')의 원위단(116')을 원위 방향으로 지나서 뼈의 헤드부 속으로 연장하며, 원위부들(154')의 굴곡 경로를 따르는 전개 구성으로 와이어(122')를 이동시킨다. 그러나, 볼트(120')는 와이어들(122')의 근위단(146')에 회전되지 않게 연결된다. 볼트(120')는 그 근위단에 있는 핀(158')을 더 포함할 수 있으므로, 핀(158')은 볼트(120')와 와이어들(122')을 루멘(118')을 통해 원위 방향으로 밀어서 전개 구성으로 이동시키는데 사용될 수 있다. 뼈로부터 장치(102')를 제거하기 위해, 그들이 배치되었던 굴곡 경로들을 따라 와이어들(122')을 삽입 구성으로 되돌릴 수 있다. 이 시점에서, 장치(102')는 뼈의 헤드부에 더 이상 고정되지 않고 장치(102')는 그것으로부터 제거될 수 있다.
본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한, 본 발명의 구조 및 방법에 대한 다양한 변형과 개조가 가능함을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위와 그 균등물에 속하는 한 본 발명의 다향한 변형과 변화를 포함하는 것을 의도한다.
100...시스템 102...장치
104...연장 플레이트 106...제1 끝단
108...제2 끝단 112...연장 본체
114...근위단 116...원위단
118...루멘 120...볼트
122...와이어 132...개구
136...샤프트 138...헤드
140...드라이빙 요소 152...팁

Claims (17)

  1. 뼈 안정화 임플란트가 표적 뼈의 미리 결정된 위치에 장착될 때, 선택된 각도에서 뼈 안정화 임플란트로부터 이격되게 연장될 수 있고, 미리 결정된 경로를 따라 뼈의 표적부 속으로 통과할 수 있으며, 원위단에 있는 개구 안에서 연장하는 루멘을 구획하고, 뼈 안정화 임플란트에 연결되도록 구성된 연장 본체;
    제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있도록 연장 본체의 루멘의 내부에 수납된 전개 부재; 및
    루멘을 통한 전개 부재의 이동에 의해, 원위단들이 루멘 내부에 수납되는 삽입 위치와 원위단들이 연장 본체의 원위단에 있는 개구 밖으로 원위 방향으로 연장하여 연장 본체의 원위단에 인접한 뼈 부분을 관통하는 전개 위치 사이에서 이동될 수 있고, 연장 본체 밖으로 연장할 때 앵커 모양을 형성하도록 바이어스될 수 있고, 전개 부재에 결합된 다수의 와이어들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    연장 본체와 뼈 안정화 임플란트는 서로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    연장 본체의 근위단은 뼈 안정화 임플란트에 있는 개구에 선택적으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    연장 본체의 근위단은 뼈 안정화 임플란트에 있는 개구의 내벽의 나사산에 상응하는 나사산을 가진 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    앵커 모양일 때, 와이어들은 연장 본체로부터 제1 간격만큼 원위 방향으로 연장한 후, 연장 본체의 세로축으로부터 방사상으로 멀어지도록 굴곡되는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    앵커 모양일 때, 와이어들의 원위단들은 근위 방향으로 면하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    와이어들의 제1 하나 및 제2 하나는, 앵커 모양일 때, 90°내지 180°사이의 각도로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어들의 원위단들은 뼈 관통 팁(tip)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    와이어들은 형상 기억 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    형상 기억 물질은 니티놀인 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전개 부재는 볼트이고,
    상기 볼트의 나사산은 상기 루멘의 내벽에 있는 상응하는 나사산과 결합하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    와이어들은 연장 본체에는 회전되지 않게 연결되고 전개 부재에는 회전되게 연결됨으로써, 전개 부재가 연장 본체를 통해 길이 방향으로 회전 이동할 때, 와이어들은 루멘을 통해 길이 방향으로 회전 없이 이동하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    뼈 안정화 임플란트는 뼈 플레이트, 정 및 고정 요소의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 뼈 치료 장치.
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