KR101891194B1 - 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추 고정용 로드에 있어서, 중공형 케이스; 일측에 스퍼기어(spur gear)가 마련된 자성체, 상기 자성체의 타측을 수용되고 제1 로드가 설치된 하우징을 포함하며, 상기 케이스 일측을 통해 상기 제1 로드가 외부로 노출되도록 내설되는 구동부; 일측에 제2 로드가 마련되고, 타측에 랙(rack)이 형성되며, 상기 케이스 타측을 통해 상기 제2 로드가 외부로 노출되도록 내설되는 작동부; 및 일측이 상기 스퍼기어와, 타측은 상기 랙과 연결되어 상기 구동부의 회전력을 상기 구동부에 전달하는 피동부;를 개시한다.
이러한 본 발명은 자력을 이용하여 외과적 시술 없이도 체외에서 척추 성장 및 변형에 대응하여 로드의 길이를 신장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로드가 랙 앤 피니언 구조에 의해 길이가 신장 및 신축되므로 이동량을 배가시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드{Length adjustable rod for fixing the vertebra}

본 발명은 척추 고정용 로드에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 자력을 이용하여 외과적 시술 없이도 체외에서 척추 성장 및 변형에 대응하여 로드의 길이를 신장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로드가 랙 앤 피니언 구조에 의해 길이가 신장되거나, 감소되도록 하여 로드의 이동 길이를 배가시킬 수 있는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드에 관한 것이다.

일반적으로 척추 고정용 로드는 척추측만증의 치료 목적으로 사용되는 것으로, 중등도 이상의 측만인 경우 변형을 교정하고 유지하여 신체의 균형을 얻게 함으로써, 기능 및 미용을 호전시키려 하는 것이다.

종래의 로드는 대한민국 등록실용신안 20-0476358호 척추 고정용 로드를 통해 등록된 바 있다.

이러한 척추 고정용 로드는 환자 척추에 고정되는 척추경 스크류에 고정되어 이웃하는 척추경 스크류를 연결하는 척추경 고정용 로드에 있어서, 상기 로드는 티타늄으로 된 여러 가닥의 와이어가 꼬여져서 척추경 스크류를 연결할 단위로 절단되며, 그 절단된 양단부는 티타늄에 의해 용접되어 마감되도록 구성하고, 용접이 행해진 로드의 양단부에는 로드의 직경보다 큰 직경의 캡이 씌어져 고정된 것을 발명의 요지로 하고 있으며, 이를 통해, 와이어 풀림에 의한 환자의 통증 유발을 방지할 수 있고, 이로 인한 재수술의 고통도 예방할 수 있도록 하는 것을 발명의 목적 및 효과로 하고 있다.

그러나 종래의 척추 고정용 로드가 유연성의 와이어로 이루어져, 척추에 대한 지지력이 양호하지 못할 뿐만 아니라, 척추 질환 치료를 위해서는 지속적인 외과적 시술이 요구되는 문제가 있다.

따라서 척추에 대한 지지력이 양호하면서, 척추 성장에 따라 외과적 시술 없이도 길이를 신장시킬 수 있는 로드에 대한 개발이 요구되고 있으며, 나아가, 로드의 이동 길이를 배가시킬 수 있는 로드에 대한 기술 개발이 절실하다.

KR 10-0935233 B1

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 자력을 이용하여 외과적 시술 없이도 체외에서 척추 성장 및 변형에 대응하여 로드의 길이를 신장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로드가 랙 앤 피니언 구조에 의해 길이가 신장 및 신축되므로 이동량을 배가시킬 수 있는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 외과적 수술이 배제되므로, 시술에 따른 통증과 시간을 최소화시킬 수 있으며, 따라서, 일상으로 빠르게 복귀할 수 있는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 척추 교정용은 물론, 뼈의 길이 신장이 필요한 타 정형외과 분야로의 적용할 수 있는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동부가 음극과 양극으로 교번하게 배치되어, 구동체와의 작용 반작용을 통해 로드의 신장 및 감소력을 배가시킬 수 있으며, 특히 구동체를 전자석은 물론 영구자석으로 대체 사용할 수 있는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드를 제공하는 데 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 척추 고정용 로드에 있어서, 중공형 케이스; 일측에 스퍼기어(spur gear)가 마련된 자성체, 상기 자성체의 타측을 수용되고 제1 로드가 설치된 하우징을 포함하며, 상기 케이스 일측을 통해 상기 제1 로드가 외부로 노출되도록 내설되는 구동부; 일측에 제2 로드가 마련되고, 타측에 랙(rack)이 형성되며, 상기 케이스 타측을 통해 상기 제2 로드가 외부로 노출되도록 내설되는 작동부; 및 일측이 상기 스퍼기어와, 타측은 상기 랙과 연결되어 상기 구동부의 회전력을 상기 구동부에 전달하는 피동부;를 개시한다.

상기 피동부는, 일측에 스퍼기어와 맞물려 회전하는 피동기어, 타측에 웜(worm)이 마련된 피동축; 상기 웜과 맞물려 회전하는 웜휠(worm wheel); 상기 웜휠과 동출에 마련되어 상기 랙과 맞물려 회전하는 피니언; 및 상기 웜휠과 피니언을 관통하고, 상기 웜휠의 회전력이 상기 피니언으로 전달되도록 하는 체결핀;을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 자성체는, 피부조직과의 접촉이 차단되도록 생체이식에 적합한 금속이나, 수지계열의 막이 코팅되는 것이 바람직하다.,

상기 케이스는, 일측에 마련되어 상기 구동부가 내설되는 제1 중공부; 타측에 마련되어 상기 작동부가 내설되는 제2 중공부; 및 상기 제2 중공부와 나란하게 마련되고, 상기 피동부가 내설되는 제3 중공부;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 제3 중공부는, 상기 제2 중공부와 나란하게 마련되고 상기 피동축이 내설되는 제1 수용부; 상기 제1 수용부를 폐쇄하는 제1 캡; 상기 제1 수용부와 직교하게 연결되고, 상기 웜휠과 피니언이 수용되는 제2 수용부; 및 상기 제2 수용부를 폐쇄하는 제2 캡;을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 자력을 이용하여 외과적 시술 없이도 체외에서 척추 성장 및 변형에 대응하여 로드의 길이를 신장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로드가 랙 앤 피니언 구조에 의해 길이가 신장 및 신축되므로 이동량을 배가시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 외과적 수술이 배제되므로, 시술에 따른 통증과 시간을 최소화시킬 수 있으며, 따라서, 일상으로 빠르게 복귀할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 척추 교정용은 물론, 뼈의 길이 신장이 필요한 타 정형외과 분야로의 적용할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 구동부가 음극과 양극으로 교번하게 배치되어, 구동체와의 작용 반작용을 통해 로드의 신장 및 감소력을 배가시킬 수 있으며, 특히 구동체를 전자석은 물론 영구자석으로 대체 사용할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로드를 설명하기 위해 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 케이스를 설명하기 위해 나타낸 단면되
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구동부를 설명하기 위해 나타낸 분리도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 작동부를 설명하기 위해 나타낸 분리도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피동부를 설명하기 위해 나타낸 분리도, 그리고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로드의 동작상태를 설명하기 위해 나타낸 작동상태이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명은 척추 고정용 로드에 관한 것이나, 그 대상은 척추는 물론, 뼈의 길이 신장이 필요한 타 정형외과 분야로의 적용할 수 있으며, 그 중 골반 내지는 팔과 다리가 골절될 경우, 골수내고정막대의 대체재로 사용할 수도 있다. 따라서 본 발명의 로드는 척추 고정용에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로드를 설명하기 위해 나타낸 사시도이다.

길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드(100)는 자력을 이용하여 체외에서 외과적 시술 없이 척추 성장 및 변형에 대응하여 길이를 가감시킬 수 있다.

따라서 척추측만증 환자 시술부담을 줄일 수 있으며, 빠른 회복과 더불어 일상의로의 복귀가 용이할 뿐만 아니라, 성장기 환자의 경우, 맞춤형 길이 조절이 가능하여 성장과 더불어 치료시까지 장기간 시술이 가능토록 하였다.

이러한 로드(100)는 도시된 바와 같이 중공형 케이스(150), 상기 케이스(150) 일측을 통해 설치되고 외부 구동체(160)와 반응하여 정방향 및 역방향으로 회전하는 자성체(115)가 내재된 구동부(110), 타측에 설치되는 작동부(120) 및 구동부(110)와 작동부(120) 사이를 연결하는 피동부(130)를 포함하여 구성된다.

케이스(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 중공 구조로서 이에 대한, 설명은 도 2 내지 5를 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스를 설명하기 위해 나타낸 단면도, 도 3은 구동부, 도 4는 작동부, 도 5는 피동부를 설명하기 위해 나타낸 분리도이다.

도시된 바와 같이 케이스(150)는 적어도 하나의 중공 구조로 이루어지고, 각 중공을 통해 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 구동부(110), 작동부(120) 및 피동부(130)가 내설된다.

이러한 케이스(150)는 일측에 마련되어 구동부(110)가 내설되는 제1 중공부(151), 케이스(150) 타측에 마련되어 작동부(120)가 내설되는 제2 중공부(153) 및 제2 중공부(153)와 나란하게 마련되어 피동부(130)가 내설되는 제3 중공부(155)를 포함하여 구성된다.

제1 중공부(151)는 구동부(110) 일측이 내설되는 영역인 것이며, 구동부(110)는 구동기어(117)가 마련된 자성체(115) 및 자성체(115)가 수용되는 하우징(113) 및 하우징(113)에 설치된 제1 로드(111)를 포함하여 구성된다.

자성체(115)는 적어도 하나의 음극과 양극이 방사상 교번하게 형성된 영구자석인 것이 바람직하며, 이러한 자성체(115)는 신체조직과의 접촉이 차단되도록 표면에 기설정된 막이 코팅된다.

코팅재로는 생체이식에 적합한 금속이나 수지계열이 바람직하며, 이러한 코팅재는 자성체(115) 표면에 도금을 통해 코팅되는 것이 매우 바람직하다.

이때, 구동체(160)는 적어도 하나의 음극과 양극이 방사상 교번하게 배치된 원통형상의 영구자석인 것이 바람직하며, 회전 시, 극성의 변화를 통한 인력과 척력에 의해 자성체를 축 방향으로 회전시킨다.

그러나 구동체(160)는 영구자석은 물론, 전극을 선택적으로 가변시킬 수 있는 전자석일 수도 있다.

하우징(113)은 제1 중공부(151)에 대응하는 외관을 가지며, 일측에 자성체(115) 수용을 위한 홈이 형성되고, 타측에 척추 고정을 위한 나사(미도시)가 결합되는 제1 로드(111)가 설치된다.

이러한 하우징(113)은 제1 중공부(151)에 통상의 체결수단(예를 들어, 볼트)을 통해 내설되는 것이 바람직하다.

제1 로드(111)는 소정 길이를 가지며, 척추 고정을 위한 나사가 결합되는 영역이다. 이러한 제1 로드(111)는 하우징(113)과 탈착 가능하게 결합되는 것이 바람직하며, 통상의 결합 중 나사체결인 것이 매우 바람직하다.

한편, 하우징(113)과 자성체(115) 사이 마찰의 최소화를 위해, 통상의 베어링(bearing) 등이 더 설치될 수도 있다.

제2 중공부(153)는 도 4와 같이 작동부(120) 일측이 내설되는 영역으로, 케이스(150) 타측 일 영역에 마련된다.

작동부(120)는 제2 중공부(153)를 통해 케이스(130)에 내설되는 랙(123, rack)과, 케이스(150) 외부로 노출되며, 척추 고정을 위한 나사가 결합되는 제2 로드(121)를 포함하며, 랙(123)과 제2 로드(121)는 일체형으로 존재한다.

제3 중공부(155)는 도 5와 같이 피동부(130)가 내설되는 영역으로, 제2 중공부(153)와 나란하게 형성된다.

이러한 제3 중공부(155)는 제2 중공부(153)와 나란하게 형성된 제1 수용부(156) 및 제1 수용부(156)와 직교하게 형성된 제2 수용부(158)를 포함하여 구성된다.

제1 수용부(156)는 피동축(131)이 설치되는 영역인 것이며, 피동축(131) 설치 후에는 제1 캡(157)에 의해 폐쇄된다. 즉, 피동축(131)이 제1 수용부(156)를 통해 케이스(150) 내부에 수용되면, 개방 상태의 제1 수용부(156)는 제1 캡(157)에 의해 폐쇄되어, 적어도 제1 수용부(156)를 통해 신체 조직이 케이스(150) 내부로 유입되는 것이 차단되도록 한다.

이러한, 피동축(131)은 제1 수용부(156)를 통해 케이스(150) 내부에 수용되며, 일측에 구동기어(117)와 맞물리는 피동기어(133)가 마련되고, 타측에 웜(135)이 형성된다.

이때, 구동기어(117)는 피동기어(133)와 기설정된 비율의 기어비를 가지며, 바람직하게는 회전율 상승을 위해 피동기어(133)가 구동기어(117)보다 크게 형성되며, 피동기어(133)와 구동기어(117)의 비율을 대략 1:1.1 내지는 1:3의 비율인 것이 바람직하나, 한정되지 아니한다.

웜(135)은 웜휠(137)과 맞물려 회전하며, 이러한 웜휠(137)은 제2 수용부(158)를 통해 설치된다.

제2 수용부(158)는 웜휠(137)과 피니언(139)이 나란하게 설치되며, 웜휠(137)과 피니언(139)은 체결핀(140)을 통해 동축에 일체화된 회전이 가능토록 설치되고, 제2 수용부(158)는 제2 캡(159)에 의해 폐쇄되며, 이유는 제1 캡(157)의 이유와 동일하다.

이러한, 웜(135)이 축 방향으로 회전하면, 웜휠(137) 및 웜휠(137)과 체결핀(140)을 통해 동축에 설치된 피니언(139)을 회전시킨다.

체결핀(140)은 웜휠(137)과 피니언(139)을 축결합시키기 위한 것이며, 양단에는 공회전부(141)가 형성되고, 그 사이에는 도시된 바와 같이 다각의 블록으로 이루어진 연결부(143)가 마련된다.

공회전부(141)는 원형의 봉으로 이루어진 영역으로, 체결핀(140)이 정방향 또는 역방향으로 회전할 때, 케이스(150)와의 공회전이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이며, 이때, 도시하지 않았으나, 공회전부(141)에는 회전시 마찰을 최소화시킬 수 있도록 베어링(bearing)이 더 설치될 수도 있다.

결합부(143)는 웜휠(137)과 피니언(139)이 배치되는 영역으로 도시된 바와 같이, 다각의 블록(block)으로 이루어져, 웜휠(137)의 회전력이 피니언(139)으로 전달되도록 하여, 웜휠(137)과 피니언(139)의 일체화된 회전이 가능토록 하였다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 로드(100)의 길이가 신장 및 감소되는 것이며, 이에 대한, 설명은 도면을 참조하여 설명하되, 미 기재된 부호는 도 1 내지 4를 참조하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로드의 동작상태를 설명하기 위해 나타낸 작동상태이다.

도시된 바와 같이 로드(100)는 구동체(160)에 의해 구동부(110)가 회전하면, 피동부(130)를 통해 연결된 작동부(120)가 로드(100)의 길이방향으로 이동하여 결국, 로드(100)의 길이를 신장시키거나 감소시키는데, 보다 상세한 설명은 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

최초 로드(100)는 도 6a에 도시된 바와 같이 최소 길이 상태로 체내에 시술된다. 이후, 필요에 따라(예를 들어, 성장 및 교정 등)도 6b와 같이 로드(100)를 신장시키거나, 신장상태를 복원하거나, 소폭 감소시킨다.

이때, 시술은 척추 교정을 목적으로 하거나, 벼의 길이 신장이 필요한 타 정형회과분야로의 적용할 가능할 뿐만 아니라, 그 중 골반 내지는 팔과 다리가 골절될 경우, 핀의 대체재로 사용될 때, 체내에 시술될 수도 있다.

이러한, 로드(100)의 신장은 구동부(110)와 근접된 영역에서 구동체(160, 예를 들어, 영구자석)가 정방향으로 회전시킨다. 이때, 구동체는 영구자석은 물론, 극성변화가 용이한 전자석을 이용하여 인력과 적력에 의해 서도 자성체(115)의 회전이 가능하므로, 영구자석은 물론, 전자석을 이용할 수도 있다.

자성체(115)는 구동체(160)와 동일한 방향으로 회전하면서, 기어 연결(구동기어와 피동기어)된 피동축(131)을 함께 회전시킨다.

피동축(131)은 웜(135)과 연결된 웜휠(137)을 회전시키고, 웜휠(137)은 체결핀(140)을 통해 연결된 피니언(139)을 회전시킨다.

피니언(139)은 랙(123)과 맞물려 회전하며, 따라서 구동체(160)는 로드(100)의 길이방향을 따라 신장되거나, 신장을 복원 또는 소폭 감소시킬 수 있다.

이러한 본 발명은 중첩구조로서, 확장성을 최대화시킬 수 있는 랙 앤 피니언(rack and pinion) 구로조 이루어져, 로드의 감소와 신장률을 극대화하여 부피의 최소화가 가능케 하였으며, 따라서 체내 시술 시, 시술자는 물론, 환자로 하여금 시술에 대한 부담은 줄이고, 시술의 편의를 향상시켜 시술의 성공율 향상을 기대할 수 있도록 하였다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 로드 110 : 구동부
111 : 제1 로드 113 : 하우징
115 : 자성체 117 : 구동기어
120 : 작동부 121 : 제2 로드
123 : 랙(rack) 130 : 피동부
131 : 피동축 133 : 피동기어
135 : 웜(worm) 137 : 웜휠(worm wheel)
139 : 피니언(pinion) 140 : 체결핀
141 : 공회전부 143 : 연결부
150 : 케이스 151 : 제1 중공부
153 : 제2 중공부 155 : 제3 중공부
156 : 제1 수용부 157 : 제1 캡
158 : 제2 수용부 159 : 제2 캡
160 : 구동체

Claims (5)

1. 척추 고정용 로드에 있어서,
   길이방향 일측에 제1 중공부가, 타측에 제2 중공부 및 제3 중공부가 나란하게 마련된 중공형 케이스;
   일측에 스퍼기어(SPUR GEAR)가 마련된 자성체, 상기 자성체가 회전 가능하게 수용되고 상기 제1 중공부를 통해 상기 케이스에 내설되는 하우징 및 상기 하우징으로부터 일체 또는 분리 가능하게 연장되고 상기 케이스 외부로 노출되는 제1 로드를 포함하는 구동부;
   일측에 제2 로드가 마련되고, 타측에 랙(rack)이 형성되며, 상기 제2 중공부를 통해 상기 제2 로드가 외부로 노출되도록 상기 케이스에 결합되는 작동부; 및
   상기 제3 중공부를 통해 상기 케이스에 내설되며, 일측이 상기 스퍼기어와 타측은 상기 랙과 연결되어 동력전달의 매개로 존재하는 피동부;를 포함하며,
   상기 피동부는,
   일측에 상기 스퍼기어와 맞물려 회전하는 피동기어, 타측에 웜(worm)이 형성된 피동축;
   상기 웜과 맞물려 회전하는 웜휠(worm wheel);
   상기 웜휠과 나란하게 배치되고 상기 랙과 맞물리는 피니언; 및
   상기 웜휠과 피니언을 결합시켜 동축에서 함께 회전하도록 하는 체결핀;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 자성체는,
   피부조직과의 접촉이 차단되도록 생체이식에 적합한 금속이나, 수지계열의 막이 코팅되는 것을 특징으로 하는 길이 신장이 가능한 척추 고정용 로드.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제3 중공부는,
   상기 제2 중공부와 나란하게 마련되고 상기 피동축이 내설되는 제1 수용부;
   상기 제1 수용부를 폐쇄하는 제1 캡;
   상기 제1 수용부와 직교하게 연결되고, 상기 웜휠과 피니언이 수용되는 제2 수용부; 및
   상기 제2 수용부를 폐쇄하는 제2 캡;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 길이 조절이 가능한 척추 고정용 로드.
   

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