KR101885506B1 - 뼈 나사 어셈블리 및 이의 이식을 위한 기구 - Google Patents

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신세스 게엠바하
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Abstract

뼈 나사는 나사 축을 따라 길이방향으로 연장하는 나사 샤프트 및 나사 샤프트의 근위 단부로부터 연장하고 외과용 공구에 해제가능하게 결합되는 나사 헤드를 포함한다. 뼈 나사는 또한 관통 홀 축을 정의하고 나사 헤드를 통하여 연장하는 관통 홀을 포함하는데, 관통 홀 축은 예각(α)에서 나사 축을 교차하고, 관통 홀은 제 2 나사를 그 안에 수용하도록 적용되며 나사 헤드의 제 1 단부로부터 나사 헤드의 외부 표면에 개방되는 제 2 단부로 점점 가늘어진다.

Description

뼈 나사 어셈블리 및 이의 이식을 위한 기구{BONE SCREW ASSEMBLY AND INSTRUMENTS FOR IMPLANTATION OF THE SAME}
우선권 주장
본 발명은 2010년 5월 13일 "뼈 나사 어셈블리 및 이의 이식(Bone Screw Assembly and Implantation of the same)"라는 발명의 명칭으로 출원된 미국 가특허출원 제 61/334,234의 우선권을 주장하며 전체 내용은 여기에 참조로써 통합된다.
본 발명은 일반적으로 뼈 나사 어셈블리 및 이의 이식을 위한 기구뿐만 아니라 기구를 사용하여 뼈 나사 어셈블리의 이식을 위한 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 뼈 나사 어셈블리의 이식을 위하여 제 2 나사 및 삽입 기구들을 포함하는 뼈 나사뿐만 아니라 삽입 기구들의 사용에 의해 뼈 나사 및 제 2 나사의 이식을 위한 방법에 관한 것이다.
정형 외과 분야에서 뼈 나사들을 사용하는 뼈 고정 장치들이 일반적으로 사용된다. 이러한 뼈 고정 장치들은 뼈 플레이트(bone plate), 두 개 또는 그 이상의 뼈 혹은 뼈 조각들이 서로에 대하여 고정되도록 하는 추간 임플란트(intervertebral implant) 또는 골수강내 금속정(intramedullary nail)들을 포함한다. 일반적으로, 뼈 고정 장치들은 대부분 뼈 나사 형태의 뼈 고정구(bone anchor), 뼈 또는 뼈 조각들이 서로에 대하여 고정되도록 하는 핀(pin)들 또는 금속정들, 추간 임플란트 또는 골수강내 금속정을 포함하며 그 결과 서로에 대하여 고정된다. 위에서 언급된 뼈 고정 장치들의 경우에 일어날 수 있는 하나의 문제점은 뼈 나사, 핀 또는 금속정들이 예를 들면 환자의 정상적인 이동 동안에 뼈 내에서 또는 뼈 플레이트 내에서 벗어난 추간 임플란트 또는 골수강내 금속정이 된다는 점이다.
따라서, 뼈 패스너(fastener)의 축에 대하여 특정 각도 하에서 고정 나사(securing screw)용 홀(hole)을 뼈 내로 드릴링하고 가이드 방식으로 고정 나사를 삽입하도록 허용하는 뼈 고정에서의 사용을 위한 개량된 뼈 고정 장치를 위한 필요성이 존재한다.
본 발명은 외과용 기구 또는 공구가 제 1위치 내에 동축으로(coaxially) 지탱되고 가이드 방식으로 나사 헤드(screw head)에 정반대로 제 1 위치 내로 연장하는 축 주위를 회전할 수 있는 것과 같이 외과용 기구 또는 공구에 해제가능하게 결합되도록 구성되는 나사 헤드를 갖는 뼈 나사에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따라, 뼈 나사는 나사 축, 뼈 내에 고정되려는 샤프트 및 예각(acute angle)에서 뼈 나사의 축을 절단하는 관통 홀 축을 갖는 관통 홀을 포함하는 나사 헤드를 포함하는데 상기 관통 홀은 또한 뼈 내에 고정될 수 있는 제 2 나사를 수용하도록 적용된다. 나사 헤드는 나사 헤드를 가로질러 정반대로 연장하는 채널 축을 갖는 가로 채널(transverse channel)을 포함하며 가로 채널은 뼈 나사의 후방 단부(rear end)에서 개방된다. 뼈 나사의 나사 헤드는 적어도 채널 축에 직교인(orthogonal) 단면에서 관통 홀이 나사 축을 절단하는 지점에 위치되는 중앙(centre)을 갖는 원형으로 굽은 모서리를 갖는 리세스(recess)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 뼈 나사의 장점 중의 하나는 가로 채널 및 리세스의 구성이 나사 헤드에 부착되고 나사 축과 정렬되는 제 1 위치로부터 관통 홀 축과 정렬되는 제 2 위치 내로 회전 축 주위에 회전되는 상호 보완적으로 구성되는 팁(tip)을 갖는 조준 가이드(aiming guide)를 허용한다는 점이다. 뼈 나사의 또 다른 장점은 나사 헤드 및 조준 가이드의 회전가능한 연결이다. 조준 가이드는 조직 보호 튜브 및/또는 가이드 와이어를 사용함으로써 뼈 나사의 나사 축에 동축으로 절개 내로 삽입될 수 있다. 조직 보호 튜브 및/또는 가이드 와이어를 제거한 후에 조준 가이드는 회전 축 주위에 회전될 수 있다. 게다가, 조준 가이드는 그리고 나서 조준 가이드의 길이방향 축이 나사 헤드 내의 관통 홀의 관통 홀 축과 정렬되는 제 2 위치 내로 회전될 수 있는데 따라서 제 2 나사용 뼈 홀이 나사 헤드 내의 관통 홀과 정확하게 정렬되는 뼈 내로 드릴링될 수 있으며; 제 2 나사용 뼈 홀이 완전하게 가이드 방식으로 드릴링될 수 있고 제 2 나사는 조준 가이드에 의해 가이드 방식으로 위치될 수 있다. 또 다른 장점은 가로 채널 및 리세스가 나사드라이버(screwdriver)가 뼈 나사의 나사 축에 동축으로 위치되는 것과 같은 방식으로 상호 보완적으로 형성되는 나사드라이버의 팁을 뼈 나사에 부착하도록 허용한다는 점이다.
뼈 나사의 바람직한 실시 예에서, 관통 홀 축은 뼈 나사의 후방 단부로부터 나사 샤프트를 향하여 측정된 깊이(T＞0)에서 나사 축을 절단한다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 리세스는 뼈 나사의 후방 단부에서 수축부(constriction)를 갖는다. 따라서, 리세스는 외과용 기구 또는 공구에 배치되는 각각의 수 커넥터(male connector)와의 스냅 락(snap-lock) 연결을 위한 암 커넥터를 형성한다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 관통 홀은 내부 스레드(thread), 바람직하게는 원뿔형의 내부 스레드를 포함한다. 이는 제 2 나사가 뼈 나사의 나사 헤드와 단단하게 연결될 수 있는 장점을 허용한다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 내부 스레드는 스레드 피치(P) 및 스레드의 길이(LT)를 가지며 LT/P 비율은 최소 2.0, 바람직하게는 최소 2.3이다. 내부 스레드의 이러한 구성은 뼈 나사의 나사 헤드에서 제 2 나사의 나사 헤드의 단단하고 각에서의 안정적인 고정을 허용한다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 리세스는 구형체(sphere)의 반경(R)을 갖는 구형 형태를 갖는다. 리세스의 이러한 구성은 외과용 기구 또는 공구가 관통 홀 축 및 나사 축이 교차하는 지점을 통하여 축 주위를 회전하도록 허용하는데 따라서 기구 또는 공구는 나사 축과 정렬되는 제 1 위치로부터 홀 축과 정렬되는 제 2 위치로 회전될 수 있다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 뼈 나사는 관통 홀 축에 동축으로 관통 홀 내로 삽입가능한 제 2 나사를 더 포함한다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 제 2 나사는 관통 홀 내의 원뿔형의 내부 스레드와 맞물릴 수 있는 원뿔형의 나사산의(threaded) 헤드를 갖는다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 리세스는 수축부를 가로지르고 그것의 축이 관통 홀 축과 일치하는 실린더, 원뿔 또는 프리즘의 표면 섹션의 형태를 갖는 벽 부(wall portion)를 형성하는 오목부(depression)를 포함한다. 오목부에 의해 뼈 나사의 나사 헤드에서 리세스 내에 삽입되는 기구 또는 공구의 회전을 위하여 정지부(stop)이 제공되는데 따라서 기구 또는 공구는 제 2 나사용 관통 홀과 정확하게 정렬될 수 있다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 각(α)은 최소 10°, 바람직하게는 최소 20°에 이른다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 각(α)은 최대 70°, 바람직하게는 최대 35°에 이른다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 가로 채널은 채널 축에 직교인 단면에서 U 형태를 갖는다. U 형태의 채널은 곡률 반경(rc)을 갖는 반원형의 바닥을 갖는데 가로 채널의 반원형 모서리의 중앙이 채널 축 상에 위치된다. 채널 축은 뼈 나사의 후방 단부로부터 나사 샤프트를 향하여 측정된 깊이(TC)에 위치될 수 있는데, 상기 깊이(TC)는 관통 홀 축이 나사 축을 절단하는 지점의 깊이(T)와 동일하거나 크다. 가로 채널의 특정 구성에서 채널 축은 관통 홀 축 및 나사 축이 교차하는, 즉 TC=T인 지점을 통하여 나사 축을 절단한다. 이러한 경우에 반원형 바닥은 가로 채널의 반원형 바닥의 곡률 반경의 두 배와 동일한 핀 반경을 갖는 조준 가이드의 실린더형 핀들을 회전가능하게 받기 위한 리세스에 동축으로 시트(seat)를 정의한다. 가로 채널과 맞물리는 핀들 때문에 구형의 리세스의 경우에, 조준 가이드의 회전가능한 이동은 단축의 회전 이동으로 한정된다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 채널 축은 나사 축 및 관통 홀 축이 교차하는 지점을 통하여 나사 축을 절단한다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 뼈 나사의 나사 헤드는 뼈 나사가 뼈 내에서 납작해질 수 있는 것과 같은 방법으로 디자인되는 외부 스레드를 포함한다. 나사 헤드 상의 외부 스레드는 바람직하게는 원뿔형인데 따라서 뼈 내의 나사 헤드를 원뿔형으로 넓히도록 허용한다. 이러한 구성은 뼈 나사가 골수강내 금속정용 잠금 나사로서 사용될 때 특히 유용하다.
뼈 나사의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 뼈 나사의 나사 헤드는 나사 헤드가 방사상으로 탄력적으로 연장할 수 있도록 길이방향 슬롯(longitudinal slot)을 갖는다. 나사 헤드는 구형체의 세그먼트의 형태를 가질 수 있는데 따라서 뼈 나사는 의사가 원하는 각도 하에서 뼈 플레이트 또는 다른 임플란트 내의 상호 보완적으로 형성된 홀 내로 삽입될 수 있다. 일단 뼈 나사가 정확하게 위치되면 제 2 스크루는 제 2 스크루의 헤드가 홀 내의 뼈 나사의 나사 헤드를 연장시킬 때까지 삽입될 수 있는데 따라서 뼈 플레이트 또는 다른 임플란트에 대하여 의사가 선택된 각도에서 뼈 나사를 고정하도록 허용한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 위의 뼈 나사를 뼈 내로 나사로 고정하기 위하여 나사드라이버가 제공된다. 나사드라이버는 본질적으로 뼈 나사의 나사 헤드 내의 리세스에 결합되기에 적절한 전단부에서 말단에 배치되는 수 커넥터를 포함한다. 또한, 커넥터는 나사드라이버의 전단부를 향하여 수축하는 팁 및 어느 방향이든 팁 위로 정반대로 돌출하고 나사드라이버의 길이방향 축에 직교로 연장하는 중앙 축을 정의하는 두 개의 구동 돌출부(driving protrusion)를 포함한다. 구동 돌출부는 뼈 나사의 나사 헤드 내의 가로 채널에 맞는다. 중앙 축에 직교인 단면에서 팁은 반경(R) 및 길이방향 축 상에 위치되는 중앙을 갖는 원형으로 굽은 주변부(periphery)를 갖는다. 구동 돌출부는 핀들 또는 블레이드(blade)들의 형태를 가질 수 있다. 블레이드 형태의 구동 돌출부의 경우에 블레이드들의 팁들은 중앙 축을 정의한다. 핀 형태의 구동 돌출부의 경우에 핀들의 축들은 중앙 축을 정의한다.
바람직한 일 실시 예에서, 나사드라이버는 길이방향 축과 평행하게 연장하고 전단부에서 개방되는 길이방향 슬롯을 더 포함하는데 따라서 커넥터는 방사상으로 탄력적으로 압축될 수 있다. 또한 팁은 적어도 중앙 축에 직교인 단면에서 곡면의 접촉 숄더(contact shoulder)를 형성하는 샤프트를 향하여 수축부를 갖는다. 따라서, 커넥터는 뼈 나사에 배치되는 각각의 암 커넥터와 스냅-락 연결을 위하여 수 커넥터를 형성한다.
나사 드라이버의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 팁은 구형체의 반경(R) 및 길이방향 축 상에 위치되는 중앙을 갖는 구형의 형태를 갖는다.
나사 드라이버의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 두 개의 구동 돌출부들은 원형의 실린더형 형태인데 중앙 축은 구형의 팁의 중앙을 통하여 길이방향 축을 직교로 절단한다.
나사 드라이버의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 수 커넥터는 중앙 축으로부터 샤프트를 향하여 측정된 거리(T)에 위치되는 축 정지부(axial stop)를 더 포함하는데 따라서 정지부는 커넥터가 나사 헤드 내의 리세스에 결합될 때 뼈 나사의 후방 단부와 접촉한다. 따라서, 나사드라이버는 정지부가 뼈 나사의 후방 단부에 인접할 때 뼈 나사의 나사 축에 정확하게 동축으로 유지된다.
나사 드라이버의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 수 커넥터는 전단부를 향하는 방향으로 그리고 나사드라이버의 길이방향 축에 대하여 예각에서 팁 위를 돌출하는 노즈(nose)를 더 포함한다. 이러한 구성은 나사드라이버가 뼈 나사의 나사 헤드 내의 시트 내로 하나의 지향으로만 삽입된다는 장점을 허용한다.
또 다른 바람직한 실시 예에서, 나사드라이버는 샤프트 및 수 커넥터를 통하여 관통하고 팁이 방사상으로 붕괴하는 것을 방지하기 위하여 잠금 핀이 나사드라이버의 전단부를 향하여 진행될 수 있는 것과 같은 방식으로 관통 보어(bore) 내에 삽입될 수 있는 잠금 핀 상에 배치되는 외부 스레드와 맞물리기 위한 외부 스레드를 갖는 동축 관통 보어를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 그것이 축이 뼈 나사의 나사 헤드 내의 관통 홀의 관통 홀 축과 일치하는 뼈 내의 홀을 드릴링하기 위하여 조준 가이드가 제공된다. 조준 가이드는 본질적으로 가이드 슬리브, 동축 관통 보어 및 뼈 나사의 나사 헤드 내의 리세스에 적절하게 결합되려는 전단부에서 말단에 배치되는 수 커넥터를 포함한다. 커넥터는 그것의 폭이 조준 가이드의 전단부를 향하여 감소하는 팁 및 어느 방향이든 팁 위로 정반대로 돌출하고 길이방향 축에 직교로 연장하는 중앙 축 상에 동축으로 배치되는 두 개의 핀을 포함한다. 적어도 중앙 축에 직교인 단면에서 팁은 원형으로 굽은 반경(R) 및 길이방향 축 상에 배치되는 중앙을 갖는 주변부를 갖는다.
바람직한 실시 예에서, 조준 가이드는 길이방향 축에 평행하게 연장하고 전단부에서 개방되는 길이방향 슬롯을 더 포함하는데 따라서 커넥터는 방사상으로 탄력적으로 압축될 수 있다. 부가적으로, 팁의 근위 단부(proximal end)에서 곡선의 접촉 숄더가 형성된다. 구체적으로, 곡선의 접촉 숄더는 팁의 중앙 축에 직교인 평면에서 팁의 단면 영역이 팁의 말단의 최대 직경 부에 대하여 감소되는 팁의 근위 단부에서(가이드 슬리브에 인접한) 수축에 의해 형성된다. 이러한 구성은 커넥터가 뼈 나사 내에 배치되는 각각의 암 커넥터와의 스냅-락 연결을 위한 수 커넥터로서 작동하도록 허용한다.
조준 가이드의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 팁은 구형체(R)의 반경 및 길이방향 축 상에 위치되는 중앙을 갖는 구형의 형태를 갖는다.
조준 가이드의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 두 개의 핀은 원형의 실린더 형태이며 중앙 축은 구형이 팁의 중앙을 통하여 길이방향 축을 절단한다. 원형의 실린더형 피벗(pivot)들이 가로 채널 내에 동축으로 그리고 회전가능하게 삽입된다.
조준 가이드의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 조준 가이드의 길이방향 축에 동축으로 팁 및 가이드 슬리브 사이에 실린더형 또는 원뿔형 칼라(collar)가 배치된다.
조준 가이드의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 칼라는 r≤R인 반경을 갖는다.
또 다른 바람직한 실시 예에서, 조준 가이드는 관통 홀 내로 삽입될 수 있는 드릴 가이드를 더 포함한다.
조준 가이드의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 드릴 가이드는 원뿔형의 팁을 갖는다. 원뿔형의 팁은 그것이 뼈 나사 내의 테이퍼 형성되는 관통 홀에 들어맞는 것과 같은 방식으로 형성된다. 이는 제 2 나사용 관통 홀의 관통 홀 축에 정렬되는 드릴 가이드를 잠그도록 허용한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 뼈 나사, 나사드라이버 및 조준 가이드를 포함하는 어셈블리가 제공된다. 이러한 어셈블리는 만일 통상적으로 이용될 수 있는 표준 잠금 나사가 뼈 나사 내의 관통 홀 내로 삽입되면 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 뼈 나사, 조직 보호 튜브, 조준 가이드 및 나사드라이버를 포함하는 어셈블리가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 다수의 근위 및 말단 잠금 홀 그리고 각각 제 2 나사를 갖는 다수의 뼈 나사를 포함하는 골수강내 금속정을 사용하는 뼈 고정을 위한 방법이 제공된다. 방법은 본질적으로 다음의 단계를 포함한다:
a) 시술되는 뼈를 둘러싸는 조직 내로 절개를 실행하는 단계;
b) 뼈 내에 골수강내 금속정을 위치시키는 단계;
c) 조준 장치를 골수강내 금속정에 결합하는 단계;
d) 조직 보호 튜브를 잠금 홀 중 하나에 동축으로 조준 장치 내의 선택된 가이드 보어 내로 삽입하는 단계;
e) 조준 장치의 사용에 의해 뼈 나사를 삽입하기 위하여 선택된 근위 또는 말단 잠금 홀에 정렬되는 제 1 보어 홀을 뼈 내로 드릴링하는 단계;
f) 뼈 나사를 나사드라이버의 커넥터에 결합하는 단계;
g) 조직 보호 튜브를 통하여 뼈 나사를 진행시키는 단계;
h) 나사드라이버를 사용하여 뼈 나사를 뼈 내로 나사를 조이는 단계;
i) 나사드라이버를 제거하는 단계;
j) 조직 보호 튜브를 통하여 조준 가이드를 삽입하는 단계;
k) 조준 가이드의 길이방향 축이 뼈 나사의 나사 축과 정렬되는 것과 같은 방식으로 조준 가이드를 뼈 나사에 부착하는 단계;
l) 조직 보호 튜브를 제거하는 단계;
m) 각각의 뼈 나사가 골수강내 금속정의 모든 또는 선택된 근위 및/또는 말단 잠금 홀들 내에 삽입될 때까지 d) 내지 l) 단계를 반복하는 단계;
n) 골수강내 금속정으로부터 조준 장치를 제거하는 단계;
o) 조준 가이드의 칼라가 길이방향 축이 뼈 나사 내의 관통 홀의 관통 홀 축에 정렬되도록 하기 위하여 조준 가이드의 뼈 나사의 나사 헤드 내의 리세스 내의 정지부과 인접할 때까지 조준 가이드를 중앙 축 주위로 회전시키는 단계;
p) 드릴 가이드를 조준 가이드 내의 관통 보어 내로 삽입하는 단계;
q) 드릴 비트용 가이드로서 드릴 가이드를 사용하여 제 2 보어 홀을 뼈 내로 드릴링하는 단계;
r) 드릴 가이드를 제거하는 단계;
s) 조준 가이드 내의 관통 보어를 통하여 제 2 나사를 삽입하는 단계;
t) 제 2 나사를 뼈 내로 진행시키는 단계;
u) 조준 가이드를 제거하는 단계;
v) 각각의 제 2 나사가 각각의 뼈 나사의 관통 홀을 통과하는 뼈 내에 고정될 때까지 o) 내지 u) 단계를 반복하는 단계; 및
w) 절개를 닫는 단계.
그 뒤에 하나의 뼈 나사를 위하여 c) 내지 l) 단계를 실행하고 삽입되려는 각각의 뼈 나사를 위하여 순서를 반복하는 대신에 모든 또는 선택된 수의 삽입되려는 뼈 나사를 위하여 각각의 단계가 반복될 수 있다. 유사하게, 제 2 나사를 삽입하기 위한 각각의 단계는 그 뒤에 하나의 뼈 나사를 위하여 o) 내지 u) 단계를 실행하고 삽입되려는 각각의 뼈 나사를 위하여 순서를 반복하는 대신에 모든 또는 선택된 수의 삽입되려는 뼈 나사를 위하여 반복될 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 뼈 나사의 나사 헤드에서 리세스 내부 오목부의 벽 부에 의해 정지부가 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시 예가 예로서 그리고 동반하는 도면을 참조하여 다음에서 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 뼈 나사의 실시 예의 길이방향 섹션을 도시한다;
도 2는 도 1의 뼈 나사의 실시 예의 측면도를 도시한다;
도 3은 본 발명에 따른 나사드라이버의 실시 예의 배경도를 도시한다;
도 4는 도 3의 나사드라이버의 실시 예의 길이방향 섹션을 도시한다;
도 5는 도3의 나사드라이버의 실시 예의 측면도를 도시한다;
도 6은 도 5의 측면도에 직교인 도 3의 나사드라이버의 실시 예의 측면도를 도시한다;
도 7은 본 발명에 따른 나사드라이버의 또 다른 실시 예를 도시한다;
도 8은 도 7의 측면도에 직교인 도 7의 나사드라이버의 실시 예의 측면도를 도시한다;
도 9는 도 7과 8의 나사 드라이버 및 거기에 부착되는 뼈 나사의 실시 예를 통한 부분 섹션을 도시한다;
도 10은 본 발명에 따른 조준 가이드의 배경도를 도시한다;
도 11은 도 10이 조준 장치 및 거기에 부착되는 뼈 나사의 실시 예를 통한 길이방향 섹션을 도시한다;
도 12는 도 10의 조준 가이드 및 각도(α) 하에서 거기에 부착되는 뼈 나사의 실시 예를 통한 길이방향 섹션을 도시한다;
도 13은 도 10의 조준 가이드 및 각도(α) 하에서 그리고 조준 가이드 및 드릴 비트 내에 삽입되는 제 2 나사와 함께 거기에 부착되는 뼈 나사의 실시 예를 통한 길이방향 섹션을 도시한다;
도 14는 도 13의 조준 장치 및 드릴 가이드를 통한 섹션을 도시한다;
도 15는 도 10의 조준 가이드 및 각도(α) 하에서 그리고 조준 가이드 내에 삽입되는 제 2 나사와 함께 거기에 부착되는 뼈 나사의 실시 예를 통한 길이방향 섹션을 도시한다;
도 16은 도 10의 조준 가이드 및 각도(α) 하에서 그리고 뼈 나사의 나사 헤드에서 괸통 홀 내에 단단하게 고정되는 제 2 나사와 함께 거기에 부착되는 뼈 나사의 실시 예를 통한 길이방향 섹션을 도시한다; 및
도 17은 본 발명에 따른 뼈 고정을 위한 방법의 실시 예에 따른 뼈 나사 및 제 2 나사와 함께 골수강내 금속정을 도시한다.
도 18은 첫 번째 구성에서, 본 발명이 대안의 실시 예에 따른 시스템의 측면도를 도시한다.
도 19는 두 번째 구성에서, 도 18의 시스템의 측면도를 도시한다.
도 20은 두 번째 구성에서, 도 18이 시스템의 측단면도를 도시한다.
도 21은 도 18의 시스템의 부의 확대 측단면도를 도시한다.
본 발명은 다음의 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것인데, 도면의 같은 구성요소들은 동일한 참조번호로 언급된다. 본 발명은 뼈 나사 어셈블리 및 이의 이식을 위한 기구뿐만 아니라 기구들을 사용하여 뼈 나사 어셈블리의 이식을 위한 관련 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제 1 및 제 2 뼈 나사가 안정적인 구성으로 뼈 내로 이식되는 것과 같이 관통 홀 축을 따라 그것들의 헤드 부를 통하여 연장하는 관통 홀을 포함하는 제 1 뼈 나사, 및 관통 홀 축을 따라 관통 홀 내로 삽입되는 제 2 나사의 이식을 용이하게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 원뿔형의 외부 스레드(29)를 포함하는 나사 헤드(2)를 갖는 뼈 나사(1)의 실시 예를 도시한다. 뼈 나사(1)는 나사 축(6), 나사산의 샤프트(10), 나사 헤드(2) 및 그것들의 근위 단부에서의 후방 단부(8)를 포함한다. 나사 헤드(2)는 나사 헤드(2)를 관통하고 예각(α) 하에서 나사 축(6)을 절단하는 관통 홀 축(7)을 갖는 관통 홀(9)을 포함한다. 관통 홀 축(7)은 뼈 나사(1)의 후방 단부(8)로부터 측정된 깊이(T)에서 나사 축(2)을 절단한다. 관통 홀(9)은 원뿔형의 내부 스레드(11)를 갖는다. 제 2 나사(50, 도 16 및 17)는 관통 홀 축(7)에 동축으로 관통 홀(9) 내로 삽입될 수 있다. 제 2 나사(50)는 관통 홀(9) 내의 원뿔형의 내부 스레드(11)와 맞물릴 수 있는 원뿔형으로 나사산의 헤드(51)를 갖는다. 나사 헤드(2)는 외과용 기구 또는 공구를 뼈 나사(1)에 해제가능하게 결합하기 위한 오목 시트(concave seat, 14)를 포함한다. 오목 시트(14)는 가로 채널(5) 및 중앙에 위치되는 리세스(3)를 포함한다. 가로 채널(5)은 뼈 나사(1)의 후방 단부(8)로부터 측정된 깊이(T)에 위치되고 나사 헤드(2)를 가로질러 정반대로 연장하는 채널 축(101)을 포함한다. 채널 축(101)은 관통 홀 축(7)이 나사 축(6)을 절단하는 지점을 통하여 나사 축(6)을 절단한다. 또한 가로 채널(5)은 뼈 나사(1)의 후방 단부(8)에서 개방되고 가로 채널(5)은 채널 축(101)에 직교인 반원형 바닥(100)을 갖는 U 형태의 단면을 갖는다. 반원형 바닥(100)은 곡률의 반경(rc)을 갖는데 가로 채널(5)의 반원형 바닥(100)의 모서리의 중앙이 채널 축 상에 위치된다. 깊이(TC)는 관통 홀 축(7)이 나사 축(1)을 절단하는 지점의 깊이(T)와 동일하다. 반원형 바닥은 가로 채널(5)의 반원형 바닥(100)의 곡률 반경(rc)의 두 배와 동일한 핀 직경을 갖는 조준 가이드(23, 도 10)의 실린더형 핀들(25)을 회전가능하게 받기 위한 리세스(3)에 동축으로 시트를 정의한다.
리세스(3)는 구형체의 반경(R) 및 나사 축(6)과 관통 홀 축(7)이 교차하는 지점에서 일치하는 중앙(4)을 갖는 구형체의 형태이다. 따라서 리세스(3)는 조준 가이드(23)의 구형 형태의 수 커넥터(232)를 상호보완적으로 회전가능하게 지지하고 안내하기 위한 피벗 베어링을 형성한다(도 10). 채널 축(101)이 구형 형태의 리세스(3)의 중앙(4)이 나사 축(6) 상에 위치되는 지점에서 나사 축(6)을 절단하고 조준 가이드(23)의 피벗 핀들(25)이 채널 축(101) 주위를 회전가능하게 가로 채널(5)과 들어맞는다는 사실 때문에 볼-소켓 연결(ball-and-socket joint)에 의해 형성되는 다축 피벗 베어링은 단축 피벗 베어링에 한정한다. 조준 가이드(23)가 뼈 나사(1)에 결합될 때 조준 가이드(23)는 나사 축(6) 및 제 2 나사(50)용 관통 홀(9)의 관통 홀 축(7)에 의해 정의되는 평면에 직교인 채널 축 주위를 단지 회전만 한다. 이는 조준 가이드(23)를 뼈 나사(1)의 나사 축(6)에 동축으로 제 1 위치에 위치시키고 제 2 나사(50)용 관통 홀(9)의 관통 홀 축(7)에 동축으로 제 2 위치에 이동시키도록 허용한다. 따라서, 통상의 지식을 가진 자들에 의해, 제 2 나사(50)는 관통 홀 축(7)을 따라 관통 홀(9) 내로 정확하게 삽입될 수 있으며, 이는 현장에서 나사(1, 50)의 안정성을 증가시킨다는 것이 이해될 것이다.
게다가, 리세스(3)는 뼈 나사(1)의 후방 단부(8)에서 수축부(31)를 갖는데 따라서 리세스(3)는 스냅-락 연결을 위한 암 커넥터를 형성한다. 부가적으로, 리세스(3)는 r≤R인 반경을 갖는 원형 실린더의 표면 섹션의 형태를 갖는 벽 부를 형성하는 오목부(12)를 포함한다. 원형 실린더의 축은 관통 홀(9)의 관통 홀 축(7)과 일치한다. 오목부(12)는 조준 가이드(23)가 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2)에 결합될 때 채널 축(101) 주위 주위로 조준 가이드(23)의 회전을 위하여 정지부를 형성한다.
도 3 내지 6은 도 1 및 2의 뼈 나사(1)와 함께 사용되려는 나사드라이버(13)의 실시 예를 도시한다. 나사드라이버(13)는 길이방향 축(130), 샤프트(131), 그것들의 원위단부에서의 전단부(135) 및 뼈 나사(1)의 위의 실시 예에 결합될 수 있는 수 커넥터(132)를 포함한다. 나사드라이버(13)를 뼈 나사(1)에 해제가능하도록 결합하기 위하여 커넥터(132)는 본질적으로 상호보완적으로 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 오목 시트(14)로 형성된다. 커넥터(132)는 길이방향 축에 직교인 평면에서의 단면 영역이 샤프트(131)를 향하여(즉, 전단부(135)를 향하여) 감소하는 부분적으로 구형의 팁(17)을 포함한다. 샤프트(131)를 향하여 구형의 팁(17)의 점점 가늘어짐은 뼈 나사(1)의 후방 단부(8)에서 리세스(3)의 수축부(131)과 인접한 곡선의 접촉 숄더(138)를 형성한다. 나사드라이버(13)는 팁(17) 및 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 리세스(3) 사이의 스냅-록 연결을 위한 탄성의 수 커넥터로서의 팁(17)을 형성하기 위하여 전단부(135)에서 개방되는 길이방향 슬롯(20)을 포함한다. 길이방향 슬롯(20)은 길이방향 축(130) 및 중앙 축(136)에 의해 정의되는 평면에 직교로 배치되고 샤프트(131)를 관통한다. 커넥터(132)는 어느 방향이든지 구형이 팁(17)으로부터 측면으로 연장하고 중앙 축(136) 상에 동축으로 배치되는 두 개의 구동 돌출부(18)를 더 포함한다. 구동 돌출부(18)는 중앙 축(136)과 일치하는 실린더를 갖는 원형의 실린더 형태이다. 커넥터(132)는 부가적으로 중앙 축(136)으로부터 샤프트(131)를 향하여 측정되는 거리(T)에서 샤프트(131) 및 커넥터(132) 사이에 위치되는 축 정지부(21)를 포함한다. 축 정지부(21)는 뼈 나사(1)의 후방 단부(8)와 인접하는데 이는 나사드라이버(13)를 뼈 나사(1)의 나사 축(6)에 정확하게 동축으로 유지하도록 허용한다. 샤프트(131) 및 커넥터(132)는 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내에 리세스(3) 내에 단단하게 유지될 수 있도록 팁(17)이 방사상으로 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 잠금 핀(35)이 나사드라이버(13)의 전단부(135)를 향하여 진행될 수 있는 것과 같은 방식으로 관통 보어(134) 내에 삽입될 수 있는 잠금 핀(35) 상에 배치되는 외부 스레드와 맞물리기 위한 내부 스레드(137)를 갖는 동축 관통 보어(134)를 포함한다.
도 7 내지 9에 도시된 나사드라이버(13)의 실시 예는 도 3 내지 6에 따른 실시 예와는 단지 수 커넥터(132)가 팁(17)으로부터 전단부(135)를 향하는 방향으로 연장하는 노즈(34)를 포함한다는 점에서 서로 다르다. 노즈(34)는 나사드라이버(13)의 길이방향 축(130)에 대하여 각(α) 아래로 연장하는 노즈 축(38)을 갖는다. 따라서, 나사드라이버(13)는 노즈 축(38)이 관통 홀 축(9)과 일치하는 것과 같은 방식으로 단지 하나의 회전 위치, 주로 노즈(34)가 뼈 나사(1) 내의 관통 홀(9)과 맞물리는 하나의 위치에서 뼈 나사(1)에 결합된다.
도 10은 도 1 및 2에 따른 뼈 나사(1)와 함께 사용되려는 조준 장치(23)의 실시 예를 도시한다. 조준 장치(23)는 길이방향 축(230), 동축 관통 보어(28), 가이드 슬리브(26), 전단부(235) 및 전단부(235)에서 말단에 배치되는 수 커넥터(232)를 포함한다. 조준 장치(23)를 뼈 나사(1)에 해제가능하게 결합하기 위하여 커넥터(232)가 본질적으로 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 시트(14)에 상호보완적으로 형성된다. 커넥터(232)는 전단부(235)를 향하여 그리고 뼈 나사(1)의 위에서 설명된 실시 예의 리세스(3)와의 볼-소켓 연결을 형성하는 가이드 슬리브를 향하여 안쪽으로 테이퍼 형성되는 구형으로 형성되는 팁(231)을 포함한다. 구형으로 형성되는 팁(231)은 구형의 반경(R) 및 길이방향 축(230) 상에 위치되는 중앙(233)을 갖는다. 부가적으로, 커넥터(232)는 어느 방향이든지 팁(231) 위로 정반대로 돌출하고 길이방향 축(230)에 직교로 연장하고 구형으로 형성되는 팁(231)의 중앙(233)을 통하여 길이방향 축(230)을 절단하는 두 개의 핀(25)을 포함한다. 핀들(25)은 동축으로 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 가로 채널(5) 내에 회전가능하게 삽입될 수 있는 액슬(axle)을 형성하기 위하여 중앙 축(234)과 일치하는 실린더 축을 갖는 원형의 실린더형이다. 조준 가이드(23)는 조준 가이드(23) 및 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 구형의 리세스(3) 사이의 스냅 록 연결을 위한 탄력적인 수 커넥터로서의 팁(231)을 형성하기 위하여 전단부(235)에 개방되는 길이방향 슬롯(27)을 더 포함한다. 길이방향 슬롯(27)은 길이방향 축(230) 및 중앙 축(234)에 의해 정의되는 평면에 직교로 배치되며 가이드 슬리브(26)를 관통한다, 팁(231) 및 가이드 슬리브(26) 사이에 실린더형 칼라(33) r≤R인 반경을 갖는 길이방향 축(230)에 동축으로 배열된다.
도 13 및 14에 도시된 것과 같이, 드릴 가이드(36)는 조준 가이드(23)의 관통 보어(28) 내에 삽입될 수 있다. 드릴 가이드(36)는 드릴 가이드가 뼈 나사(1) 내의 관통 홀(9)의 관통 홀 축(7)에 정확히 정렬되는 것과 같은 방식으로 테이퍼 형성되는 관통 홀(9)에 들어맞는 원뿔형의 팁을 갖는다.
도 11 내지 17은 골수강내 금속정(300) 및 다음 섹션에서 간단히 설명될, 제 2 나사들(50)에 정렬되는 뼈 나사들(1)의 사용에 의한 뼈 고정을 위한 방법의 실시 예를 도시한다. 골수강내 금속정(300)은 금속정 축(303), 근위 단부(305), 주변 표면(304), 가장 근위의 잠금 홀 및 다수의 말단 잠금 홀(306)을 갖는 다수의 근위 잠금 홀(301)을 포함한다. 근위 및 말단 잠금 홀(301, 306)은 금속정 축(303)에 가로로 연장한다. 골수강내 금속정(300)은 말단 잠금 홀들(306)을 포함하는 골수강내 금속정(300)의 부가 말단 뼈 조각 내에 위치되고 근위 잠금 홀들(301)을 포함하는 부는 근위 뼈 조각 내에 위치되는 것과 같은 방식으로 긴 뼈의 골수강내 관(canal) 내로 삽입된다. 뼈 내의 골수강내 금속정(300)을 잠그기 위하여 뼈 나사(1) 각각은 모든 또는 다수의 선택된 근위 및 말단 잠금 홀(301, 306)을 통하여 구동된다. 본 발명에 따른 뼈 나사(1)를 사용하여 뼈 나사(1) 각각은 모든 또는 다수의 선택된 근위 및 말단 잠금 홀(301, 306)을 통하여 구동될 수 있으며 제 2 나사(50)가 뼈 내에 고정될 수 있다. 뼈 나사(1)의 근위 및 말단 잠금 홀(301, 306) 내로의 구동 대신에, 제 2 나사(50)가 근위 및 말단 잠금 홀(301, 306) 내로 구동될 수 있고 뼈 나사(1)는 벼 내에 고정될 수 있다는 것을 이해하여야만 한다.
뼈 나사(1)를 금속정(300) 내로 삽입하고 제 2 나사(50)를 뼈 내로 고정하기 위한 방법은 수술되려는 뼈를 둘러싸는 조직 내로 절개하는 단계 및 뼈 내에 골수강내 금속정을 위치시키는 단계를 포함한다. 조준 장치(도시되지 않음)는 골수강내 금속정의 근위 단부(305)에 결합되는데, 상기 조준 장치는 모든 또는 다수의 선택된 근위 및/또는 말단 잠금 홀(301, 306) 각각에 동축으로 가이드 슬리브들 및/또는 조직 보호 튜브들(40)을 삽입하기 위한 가이드 보어들을 갖는다. 조직 보호 튜브(40, 도 9 및 11)는 조직 보호 튜브(40)의 전단부가 뼈의 표면과 접촉할 때까지 근위 및 말단 잠금 홀(301, 306) 중의 하나에 동축으로 조준 장치 내의 선택된 가이드 보어 내로 삽입된다. 제 1 보어 홀은 그리고 나서 조준 장치를 사용함으로써 선택된 근위 또는 말단 잠금 홀(301, 306)을 통한 뼈 나사(1)의 삽입을 위하여 뼈 내로 드릴링되는데, 제 1 보어 홀이 선택된 근위 또는 말단 잠금 홀(301, 306)에 정렬된다. 또한, 보어 홀은 뼈 나사(1)가 뼈 내에 고정될 때 뼈 나사(1)가 골수강내 금속정(300)의 선택된 근위 또는 말단 잠금 홀(301, 306)을 관통할 수 있는 것과 같은 방식으로 골수강내 금속정(300)의 양쪽 면에서 연장한다. 뼈 나사(1)는 뼈 나사(1) 및 나사드라이버(13) 사이에 스냅 록 연결을 사용함으로써 나사드라이버(13)의 커넥터에 결합되고 조직 보호 튜브(40)를 통하여 뼈 나사(1)를 진행시킨다. 뼈 나사(1)는 그리고 나서 나사드라이버를 사용하여 보어 내로 나사로 고정된다. 일단 뼈 나사(1)가 뼈 내로 나사로 고정되면, 나사드라이버(13)가 제거될 수 있다. 이에서 설명된 단계들은 뼈 나사(1)가 모든 원하는 근위 및/또는 말단 잠금 홀(301, 302) 내로 삽입될 때까지 반복될 수 있다.
조준 가이드(23)는 그리고 나서 조준 가이드(23)가 조준 가이드(23)의 길이방향 축(230)이 뼈 나사(1)의 나사 축(6)에 정렬되는 것과 같이 조준 장치(23)의 팁(231) 및 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 리세스 사이에 스냅 록 연결을 사용하여 조준 가이드(23)를 뼈 나사(1)에 부착하기 위하여, 도 11에 도시된 것과 같이, 보호 튜브(40)를 통하여 삽입된다. 조직 보호 튜브(40) 및 조준 장치가 제거될 수 있으며 조준 가이드(23)의 칼라(33)가 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내에 리세스(3) 내의 정지부에 인접할 때까지 조준 가이드(23)는 조준 가이드(23)의 커넥터(232)에 배치되는 핀들(25)에 의해 정의되는 중앙 축(234)에 회전되며 따라서 조준 가이드(23)의 길이방향 축(230)은 뼈 나사(1) 내의 관통 홀(9)의 관통 홀 축(7)에 정렬된다(도 12). 정지부는 뼈 나사(1)의 나사 헤드(2) 내의 리세스(3) 내의 오목부(12)의 벽 부(121)에 의해 형성된다. 그리고 나서 드릴 가이드(36)가 조준 가이드(23) 내의 관통 보어(28) 내로 삽입되고 드릴 비트(39)용 가이드로서 드릴 가이드(36)를 사용하여 제 2 보어 홀이 뼈 내로 드릴링된다. 일단 제 2 보어 홀이 드릴링되면, 드릴 가이드(36)는 제거되고 제 2 나사(50)가 조준 가이드(23) 내의 관통 보어를 통하여 삽입되며(도 15) 제 2 나사를 통하여 뼈 내로 진행된다(도 16). 조준 가이드(23)는 그리고 나서 제거될 수 있으며 제 2 나사(50) 각각이 뼈 나사(1)의 관통 홀(9)을 통과하는 뼈 내에 고정된다. 일단 원하는 모든 뼈 나사(1) 및 제 2 나사들(50)이 뼈 내에 삽입되면, 절개가 닫힐 수 있다.
도 18-21에 도시된 것과 같이, 본 발명의 어셈블리의 대안의 실시 예는 실질적으로 도 1-17에 대하여 위에서 설명된 어셈블리와 유사한데, 이는 제 1 뼈 나사(1'), 제 2 뼈 나사(50') 및 나사드라이버(13')를 포함한다. 그러나, 나사드라이버(13')는 두 개의 분리된 장치들이 제 1 뼈 나사(1')의 삽입 및 제 2 뼈 나사(50')의 조준을 위하여 필요로 하는 것이 아닌 것과 같이, 위에서 설명된 것과 같이, 나사드라이버(13) 및 조준 드라이버(23)의 구성요소를 결합한다. 게다가, 나사드라이버(13')는 그것들의 원위단부(135')에서 커넥터(132')를 포함하는데, 이는 그것들의 리세스 내에서보다는 제 1 뼈 나사(1')의 헤드(2') 주위를 연장한다.
제 1 뼈 나사(1')는 제 1 축(6')을 따라 연장하고 적어도 부분적으로 구형인 외부 표면을 갖는, 헤드(2')를 포함한다. 외부 표면은 또한 비틀림력(tortion force)이 나사드라이버(13')를 거쳐 거기에 적용되는 것을 허용하는 실질적으로 평면인 부들을 포함한다. 뼈 나사(1)와 유사하게, 제 1 뼈 나사(1')는 거기에 제 2 나사(50')를 받기 위하여 제 2 축(7')을 따라 연장하는 관통 홀(9')을 포함한다. 제 2 나사(50')는 실질적으로 위에서 설명된 제 2 나사(50')와 유사하다.
나사드라이버(13')는 그것들의 원위단부(135')에서 형성되는 커넥터(132')를 갖는 길이방향 축(130')을 따라 확정하는 샤프트(131')를 포함한다. 나사드라이버(13')는 또한 제 2 뼈 나사(50')가 그것을 통해 삽입되는 것을 허용하도록 크기화되고 형태화된 길이방향 축(130')을 따라 그것을 통해 연장하는 채널(28')을 포함한다. 커넥터(132')는 거기에 제 1 뼈 나사(1')의 헤드(2')를 수용하도록 크기화되고 형태화된 부분적으로 구형의 내부 표면(231')을 포함한다. 일 실시 예에서, 커넥터(132')는 나사드라이버(13')가 뼈 나사(1')에 비틀림력을 적용하도록 허용하고 또한 제 1 뼈 나사(1')가 커넥터(132')의 부분적으로 구형의 내부 표면(231') 및 헤드(2')를 거쳐 나사드라이버(13')에 대하여 회전하는 것을 허용하는 헤드(2')의 평면 부(planar portion)들에 상응하는 평면 부들을 포함한다. 내부 표면(231')은 예를 들면 스냅 핏(snap fit)을 거쳐 헤드(2')를 받을 수 있다.
대안의 실시 예에서, 헤드(2')는 그것으로부터 방사상으로 바깥쪽으로 연장하는 핀들을 포함할 수 있는데, 이것들은 실질적으로 조준 가이드(23)의 커넥터(232)의 핀들(25)과 유사하며, 커넥터(132')는 위에서 설명된 것과 같이, 나사 뼈(1)의 채널(5)과 유사하게 그것들을 가로질러 정반대로 연장하는 가로 채널을 포함한다. 그러한 구성은 또한 제 1 뼈 나사(1')가 나사드라이버(13')를 거쳐 회전되도록 허용하고 또한 제 1 뼈나사 뼈(1')가 거기에 대하여 회전되도록 허용한다.
실질적으로 위에서 설명된 것과 유사한 방법으로 제 1, 제 2 뼈 나사(1', 50') 및 나사드라이버(13')가 사용될 수 있다. 특히, 제 1 뼈 나사(1')는 뼈 내로 삽입되는 골수강내 금속정(300)의 근위 및/또는 말단 잠금 홀(301, 306) 중 원하는 하나 내로 삽입될 수 있다. 제 1 보어 홀은 제 1 뼈 나사(1')를 수용하기 위하여 제 1 및 제 2 홀(301, 306) 중 원하는 하나를 통하여 드릴링될 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 나사드라이버(13')는 커넥터(132') 내의 헤드(2')를 받음으로써 제 1 뼈 나사(1')에 결합된다. 초기 구성에서, 나사드라이버(13')의 길이방향 축(130')은 뼈 나사(1')의 제 1 축(6')과 동축으로 정렬된다. 제 1 뼈 나사(1')는 나사드라이버(13')를 거쳐 홀들(301, 306) 중 원하는 하나 및 제 1 보어 홀 내로 나사로 고정된다. 일단 제 1 뼈 나사(1')가 원하는 만큼 삽입되면, 나사드라이버(13')는 그것들의 채널(28')이 관통 보어(9')의 제 2 축(7')과 동축으로 정렬될 때까지 제 1 뼈 나사(1')에 대하여 헤드(2') 주위를 회전한다. 제 2 보어 홀은 제 2 뼈 나사(50')를 수용하기 위하여 채널(28') 및 관통 보어(9')를 통하여 뼈 내로 드릴링될 수 있다. 제 2 뼈 나사(50')는 그리고 나서 뼈 내의 제 2 보어 홀 내로 진행하기 위하여 채널(28')을 통하여 관통 보어(9') 내로 인도된다. 통상의 지식을 가진 자들은 위에서 설명된 단계들이 원하는 수의 제 1 및 제 2 뼈 나사(1'. 50')가 뼈 내로 삽입될 때까지 원하는 만큼, 반복될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
비록 본 발명 및 장점들이 상세히 설명되었으나, 첨부된 청구항에 이해 정의되는 것과 같이 본 발명이 정신 및 범위를 벗어나지 않고 여기에 다양한 변경, 교체, 및 변형들이 만들어질 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 게다가, 본 발명이 범위는 명세서에 설명된 과정, 기계, 제조, 물질의 구성, 수단, 방법 및 단계들의 특정 실시 예들에 한정하지 것으로 의도되어서는 안 된다. 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 명세서로부터 쉽게 인정할 수 있기 때문에, 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 또는 실질적으로 여기에 개시된 상응하는 실시 예들과 동일한 결과를 달성하는, 현재 존재하거나 또는 후에 개발되려는 과정, 기계, 제조, 물질의 구성, 수단, 방법 또는 단계들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 변형 및 변경들이 만들어질 수 있다는 것을 통상의 지식을 가진 자들에 의해 이해하여야 할 것이다. 이것들 중 일부는 위에서 논의되었으며 나머지는 통상의 지식을 가진 자들에 자명할 것이다.
1, 1' : 뼈 나사
2, 2' : 나사 헤드
3 : 리세스
4 : 리세스의 중앙
5 : 가로 채널
6 : 나사 축
7, 7' : 관통 홀 축
8 : 후방 단부
9, 9' : 관통 홀
10 : 나사산의 샤프트
11 : 내부 스레드
12 : 오목부
13, 13' : 나사드라이버
14 : 오목 시트
17 : 팁
18 : 구동 돌출부
20 : 길이방향 슬롯
21 : 축 정지부
23 : 조준 가이드
25 : 실린더형 핀, 피벗 핀
26 : 가이드 슬리브
28 : 동축 관통 보어
31` : 수축부
34 : 노즈
35 : 잠금 핀
36 : 드릴 가이드
38 : 노즈 축
39 : 드릴 비트
40 : 조직 보호 튜브
50, 50' : 제 2 나사
100 : 바닥
101 : 채널 축
130 : 길이방향 축
131 : 샤프트
132, 132' : 수 커넥터
134 : 관통 보어
135, 135' : 전단부
136 : 중앙 축
137 : 내부 스레드
230 : 길이방향 축
231, 231' : 팁
232 : 수 커넥터
233 : 팁의 중앙
234 : 중앙 축
235 : 전단부
300 : 골수강내 금속정
301 : 잠금 홀
303 : 금속정 축
304 : 주변 표면
305 : 근위 단부
306 : 말단 잠금 홀

Claims (38)

  1. 나사 축(6)을 따라 길이방향으로 연장하는 나사 샤프트(10);
    상기 나사 샤프트(10)의 근위 단부로부터 연장하고 외과용 공구에 해제가능하게 결합되도록 구성되는 나사 헤드(2); 및
    관통 홀 축(7)을 형성하고 상기 나사 헤드(2)를 관통하여 연장하는 관통 홀(9);을 포함하고,
    상기 관통 홀 축(7)이 상기 나사 축(6)과 예각(α)으로 교차하고, 상기 관통 홀(9)은 내부에 제 2 나사(50)를 수용하도록 구성되고 상기 나사 헤드(2)의 근위 단부에서의 제 1 단부로부터 상기 나사 헤드(2)의 외부 표면으로 개방되는 제 2 단부로 테이퍼지는(tapering), 뼈 나사(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 나사 헤드(2)는 상기 나사 헤드의 근위 단부를 관통하여 연장하는 리세스(3)를 포함하며, 상기 리세스(3)는 상기 리세스에 해제가능하게 결합되는 외과용 공구의 일부를 수용하도록 구성되고 상기 관통 홀 축(7) 및 상기 나사 축(6)의 교차 지점에서 중심을 갖는 원형의 모서리를 갖는, 뼈 나사(1).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 나사 헤드(2)를 관통하여 가로로 연장하고 직경방향(diametric)의 채널 축(101)을 형성하는 채널(5)을 더 포함하며, 상기 채널(5)은 상기 뼈 나사(1)의 근위 단부에서 개방되는, 뼈 나사(1).
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 리세스(3)는 상기 뼈 나사(1) 및 상기 외과용 공구 사이의 스냅 연결을 가능하게 하기 위하여 상기 나사 헤드(2)의 근위 단부에 수축부(31)를 갖는, 뼈 나사(1).
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 리세스(3)는 상기 수축부(31)를 가로지르고 실린더, 원뿔 및 프리즘 중의 하나의 일부를 형성하는 벽부를 형성하는 오목부(12)를 포함하며, 상기 벽부의 축은 상기 관통 홀 축과 일치하는, 뼈 나사(1).
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 채널 축은 상기 나사 축과 상기 관통 홀 축이 교차하는 지점에서 상기 나사 축과 교차하는, 뼈 나사(1).
  7. 나사 축을 따라 길이방향으로 연장하는 나사 샤프트, 상기 나사 샤프트의 근위단부로부터 연장하고 외과용 공구에 해제가능하게 결합되도록 구성되는 나사 헤드, 및 관통 홀 축을 형성하고 상기 나사 헤드를 관통하여 연장하는 관통 홀을 포함하는 제 1 뼈 나사로서, 상기 관통 홀 축은 상기 나사 축과 예각(α)으로 교차하고, 상기 관통 홀은 내부에 제 2 나사를 수용하도록 구성되고 상기 나사 헤드의 근위단부에서의 제 1 단부로부터 상기 나사 헤드의 외부 표면으로 개방되는 제 2 단부로 테이퍼지는, 상기 제 1 뼈 나사; 및
    상기 관통 홀 축을 따라 상기 제 1 뼈 나사의 관통 홀을 관통하여 삽입될 수 있도록 크기설정되고 형태설정되는 제 2 뼈 나사;를 포함하는, 뼈 나사 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 뼈 나사는 상기 나사 헤드를 관통하여 가로로 연장하고 직경방향의 채널 축을 형성하는 채널을 더 포함하며, 상기 채널은 상기 뼈 나사의 근위단부에서 개방되는, 뼈 나사 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 뼈 나사용 나사드라이버를 더 포함하며, 상기 나사드라이버는 원위단부로부터 근위단부로 길이방향으로 연장하는 샤프트를 포함하며, 상기 원위단부는 상기 제 1 뼈 나사의 나사 헤드 내의 리세스와 결합되도록 구성되는 수 커넥터를 포함하며, 상기 수 커넥터는 상기 나사드라이버의 원위단부를 향하여 테이퍼지는 팁 및 상기 나사드라이버의 길이방향 축에 대해 직교로 연장하는 중앙 축을 따라 상기 팁의 반대 면들로부터 연장하는 두 개의 구동 돌출부들을 포함하며, 상기 구동 돌출부들은 상기 제 1 뼈 나사의 나사 헤드 내의 채널과 맞물리며, 상기 팁은 상기 길이방향 축 상에 중심이 위치되는 원형의 주변부를 갖는, 뼈 나사 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 수 커넥터는 상기 중앙 축으로부터 상기 샤프트를 향하여 거리(T)에 축 정지부를 더 포함하여, 상기 수 커넥터가 상기 나사 헤드 내의 리세스에 결합될 때 상기 정지부는 상기 제 1 뼈 나사의 후방 단부와 접촉하는, 뼈 나사 어셈블리.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 수 커넥터는 상기 원위단부를 향하는 방향으로 그리고 상기 나사드라이버의 길이방향 축에 대하여 예각으로 상기 팁 위로 돌출하는 노즈를 더 포함하는, 뼈 나사 어셈블리.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 뼈 나사에 연결할 수 있는 조준 가이드를 더 포함하며, 상기 조준 가이드는 상기 조준 가이드의 길이방향 축을 따라 연장하는 가이드 슬리브, 동축 관통 보어, 원위단부에 배치되는 수 커넥터를 포함하는 상기 원위단부를 포함하며, 상기 수 커넥터는 상기 제 1 뼈 나사의 나사 헤드 내의 리세스에 결합되도록 구성되며, 상기 수 커넥터는 상기 조준 가이드의 원위단부를 향하여 직경이 감소하는 팁 및 상기 길이방향 축에 대해 직교로 연장하는 중앙 축을 따라 상기 팁의 반대 면들로부터 돌출하는 두 개의 핀을 포함하며, 상기 팁은 상기 길이방향 축 상에 중심이 위치되는 원형의 주변부를 갖는, 뼈 나사 어셈블리.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 관통 홀 내로 삽입될 수 있는 드릴 가이드를 더 포함하는, 뼈 나사 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서, 원위단부에 커넥터를 포함하는 나사드라이버를 더 포함하고, 상기 나사드라이버의 커넥터는 부분적으로 구형인 상기 나사 헤드를 수용하도록 구성되어, 상기 제 1 뼈 나사는 상기 나사 축이 상기 나사드라이버의 길이방향 축과 동축인 제 1 위치 및 상기 관통 홀 축이 상기 길이방향 축에 동축인 제 2 위치 사이에서 회전할 수 있는, 뼈 나사 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 나사드라이버는 상기 나사 드라이버의 길이방향 축을 따라 상기 나사드라이버를 관통하여 연장하는 채널을 더 포함하여 상기 제 1 뼈 나사가 상기 제 2 위치에 있을 때, 상기 채널이 상기 제 2 뼈 나사를 상기 채널을 통하여 그리고 상기 제 1 뼈 나사의 관통 홀 내로 안내하도록 구성되는, 뼈 나사 어셈블리.
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