KR101953291B1 - 상호결합 관절구 고정나사 및 리버스 힙 관절구 덮개와 상기 관절구 고정나사와의 조합 - Google Patents

상호결합 관절구 고정나사 및 리버스 힙 관절구 덮개와 상기 관절구 고정나사와의 조합 Download PDF

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Abstract

상호결합 관절구 고정 나사는 해면골에 나사 결합하기 위한 나사진 축과 리버스 힙 관절구 덮개에 테이퍼진 나사진 나사 구멍에 나사 결합되는 테이퍼진 나사진 헤드를 갖는다. 리버스 힙 관절구 덮개는 중앙 스템을 갖는다. 나사부를 가진 나사 구멍은 관절구 공동의 뼈를 천공하는 각도로 천공되며, 상기 각도는 중앙 스템과 접촉하지 않고 중앙 스템으로부터 방해받지 않고 나사를 배치하고 나사를 단단히 조일 수 있게 하는 각도이다.

Description

상호결합 관절구 고정나사 및 리버스 힙 관절구 덮개와 상기 관절구 고정나사와의 조합{INTERLOCKING ACETABULAR FIXATION SCREWS AND THEIR COMBINATION WITH A REVERSE HIP ACETABULAR CUP}
본 발명은 상호결합 관절구 고정나사(interlocking acetabular fixation screws)에 관한 것이며, 특히 인공 고관절 치환수술을 하는 동안 골반의 준비된 관절구 공동에 관절구 덮개(acetabular cup)를 단단히 고정하기 위한 상호결합 관절구 고정나사에 관한 것이다. 또한, 다른 특정 면에서, 본 발명은 관절구 덮개의 오목한 부분에 단단히 부착된 스템을 가진 새로운 리버스 힙(reverse hip) 관절구 덮개와, 관절구 공동에 상기 덮개를 단단히 부착하는데 사용되는 상호결합 관절구 고정나사가 조합하여 수행되는 것에 관한 것이다.
당 기술분야에서 알려져 있는 기술은 일반적인 나사로 관절구 덮개를 고정하는 것이다. 예를 들어, 관절구 덮개는 일반적인 나사 드라이버에 의해 삽입 및 추출을 하기 위한 홈(recess)을 가진 편평한 헤드의 종래의 해면골(cancellous) 나사를 사용하여 고정되었다.
다른 고정 수단으로는 관절구 덮개의 볼록한 면에 걸쳐 적용되는 다양한 길이의 작은 돌기(asperities) 및 보이드(voids)를 포함하는 것이 있으며, 그것은 뼈의 내부 성장을 허용할 수 있는 것이다.
종래의 해면골 나사가 갖는 주 문제점은 이들이 나사의 바로 근방에서 뼈를 재흡수(resorption)하여 해리(loose)시키는 경향을 가졌다는 사실이다.
종래의 해면골 나사가 갖는 다른 문제점에는 동적 하중을 받는 관절구 덮개의 이동으로 일어나는 미세 움직임이 있으며, 그것은 뼈의 재흡수 및 임플란트(implant)의 해리를 유도하는 뼈 해리가 일어나게 하고, 부차적으로 뼈 용해를 유발하는 것으로 알려져 있다.
종래의 해면골 관절구 나사는 또한 동적 하중을 받는 덮개에 대한 나사 고정이 단단하게 이루어지지도 않아서, 관절구 덮개와 나사 사이의 접촉점에서 미세 움직임이 일어나게 했다. 그 결과, 미세 움직임은 마모 및 점식(pitting)이 일어나게 했다. 또한, 금속파편 및 마모입자가 생성되어 임플란트 주위에 로칼 육아종을 일으킬 수도 있었다.
상호결합 뼈 나사(interlocking bone screws)는 전형적인 편평한 뼈 플레이트를 갖고, 유럽 특허 출원 EP 1 800 626 A2에 기술된 바와 같이 관절구 덮개와 함께 사용되는 것이다. 그러나, 지금까지는 나사의 적당한 크기 조정은, 나사가 리버스 힙 관절구 덮개에 사용되지 않았기 때문에, 나사의 생존력에 영향을 미치는 요인으로 인식되지 않았다.
따라서, 종래의 해면골 나사는 인공 고관절 치환수술을 하는 과정에서 골반의 준비된 관절구 공동에 견고한 관절구 고정수단을 제공하는데 따른 문제점을 해결하는 방안을 제시하지 못했다.
이러한 면에서, 본 발명에 따른 상호결합 관절구 고정나사는 종래의 일반적인 나사의 크기를 조정하는 것으로부터 시작했고, 따라서 인공 고관절 치환수술을 하는 과정에서, 특히, 본 발명의 리버스 힙 관절구 덮개를 고정하는 작업을 하는 과정에서, 골반의 준비된 관절구 공동에 견고한 관절구 고정수단을 제공하는 것을 주 목적으로 하여 발명된 장치를 제공하는 것이다.
종래 타입의 상술된 단점 및 종래 기술에서 나타난 해면골 관절구 나사의 크기의 관점에서, 본 발명은 인공 고관절 치환수술을 하는 과정에서 골반의 준비된 관절구 공동에 삽입할 때 리버스 힙 관절구 덮개에 단단하게 고정되는 해면골 나사를 제공하기 위해 새로운 상호결합 관절구 고정나사의 구조 및 크기를 제공한다. 특히, 본 발명의 상호결합 관절구 고정나사는 2011년 9월 15일자로 발명의 명칭 "리버스 힙과 교정 보철물의 상호결합(Interlocking Reverse Hip and Revision Prosthesis)"에서 공개된 PCT출원 WO 2011-112353 A1호에 기재된 새로운 리버스 힙 관절구 덮개와 함께 사용하도록 설계되었으며, 본 발명의 적당한 크기의 나사의 사용은 종래기술의 나사의 성능을 능가하는 장점을 제공한다. 새로운 리버스 힙 관절구 덮개는 도 3에서 투시도로 그리고 도 4에서 단면도로 나타내었다.
부차적으로 상세하게 후술되는 본 발명의 목적은 적당한 크기의 상호결합 관절구 고정나사와 새로운 리버스 힙 관절구 덮개와의 결합을 제공하는 것이다.
본 발명을 이루기 위해서, 본 발명은 일반적으로 관절구 덮개에 있는 나사부에 견고히 결합되는 특정 설계된 상호결합 해면골 나사를 포함한다. 나사 구멍의 수는 일반적으로 3개 내지 7개 사이에서 가변적이며, 외과의사는 1개 또는 그 보다 많은 수의 나사를 사용하여 관절구에 덮개를 부착시킬 수 있다. 상호결합 관절구 고정나사는 상기 인용한 공개된 PCT 출원에 기술된 새로운 리버스 힙 보철물의 관절구 덮개의 나사 구멍 또는 개구에 삽입되게 특별하게 설계된다. 상기 나사는 나사의 말단부로부터 헤드까지의 나사의 생크의 길이에 걸쳐 확장된 보통 나사부(coarse thread)를 가져서, 골반의 해면골에 최적한 나사 고정부를 제공한다. 나사의 기부근방 단부에 나사 헤드는 테이퍼지고, 가는 결합 나사부(fine locking threaded portion)를 갖는다. 나사 헤드는 12도의 테이퍼 각도를 갖는 것이 바람직하며, 테이퍼 각도는 10도에서 15도까지 변할 수 있다. 나사 헤드의 기부근방 단부가 해면골 나사부 근방의 단부보다 큰 직경을 갖도록, 나사 헤드는 나사의 기부근방 단부까지 해면골 나사부로부터 외향하여 테이퍼진다. 또한, 상호결합 관절구 고정나사의 기부근방 단부에 있는 헤드에는 육각 나사 드라이버의 삽입을 위한 육각형 홈이 형성된다.
관절구 덮개의 나사 구멍도 또한 테이퍼된 형태의 나사부가 형성되어서 상호결합 관절구 고정나사의 헤드의 가는 결합 나사부와 교합(mate)된다. 관절구 덮개의 나사 구멍도 또한 리버스 힙 관절구 덮개의 중앙 스템과의 드릴 장비, 나사 및 나사 드라이버의 방해가 일어나지 않게 특정 각도로 경사져서 천공된다. 본 발명의 이러한 특징은 또한 뼈를 천공하고, 나사를 삽입하고, 나사를 단단히 조이는 작업을 용이하게 한다.
본 발명의 특징적인 기술내용을 요약한 상술한 설명으로 당업자는 이하에 기술되는 본 발명에 대한 상세한 설명에 대한 이해를 일층 용이하고 명확히 할 수 있을 것이다.
도 1은 덮개에 결합된 상호결합 관절구 고정나사가 입면으로 설치된 리버스 힙 관절구 덮개의 부분 단면도이다.
도 2는 상호결합 관절구 고정나사의 정면도이다.
도 3은 나사 구멍을 가진 리버스 힙 관절구 덮개의 투시도이다.
도 4는 1개의 나사는 단면으로, 다른 1개의 나사는 투시된 입면으로, 내부에 결합된 2개의 상호결합 관절구 고정나사가 설치된 관절구 덮개의 단면도이다.
첨부된 도면은 상호결합 관절구 고정나사(10)를 예시한 것이다. 상기 고정나사(10)는 특별 설계된 적당한 크기의 상호결합 해면골 나사를 포함한다. 상기 해면골 나사는 관절구 나사 구멍 또는 개구(1)에 단단하게 나사 결합되며, 상기 관절구 나사 구멍 또는 개구(1)는 관절구 덮개(9)에 위치하며 나사부를 갖고 경사져 형성된다. 상기 나사는 골반의 해면골에 최적한 나사 고정을 위해 나사 생크의 길이부에서 보통 나사부(course thread)(2)를 갖고, 그리고 나사 헤드에서 가는 결합 나사부(fine locking threaded portion)(3)를 갖는다. 나사 헤드는 12도의 테이퍼 각도로 잘려지는 것이 바람직하지만, 테이퍼 각도는 10도에서 15도까지 변경될 수 있다. 상호결합 관절구 고정나사(10)의 헤드(8)에는 또한 육각 드라이버가 삽입되기 위한 육각형 홈(4)도 형성된다.
도 4를 참조하면, 관절구 덮개의 나사 구멍 또는 개구가 특정 각도의 경사로 천공되어 관절구 덮개(9)의 중앙 스템(7)이 드릴 장비(즉, 드릴 가이드 및/또는 드릴 비트)를 간섭하는 구조를 피하게 된다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 입면 투시도로 나타낸 나사(10)는 단면으로 나타낸 나사(10)와는 중심 축(A-A)에 대해 서로 다른 각도로 배치된다. 또한, 나사의 중심 축과 평행하면서 나사 헤드로부터 멀어지는 방향으로 신장된 쇄선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 나사 구멍의 각도 및 위치 선정은 드릴 가이드, 드릴 비트, 나사 및 나사 드라이버가 중앙 스템(7)과 접촉하지 않게 선택되어서, 따라서 스템이 나사 설치를 방해하지 않는다. 따라서, 관절구 공동에 구멍이 천공되어 나사를 수용할 때, 스템(7)은 드릴 가이드 및/또는 드릴 비트를 방해하지 않을 것이다. 그리고 나사(10)가 구멍에 배치될 때, 스템(7)은 나사의 배치 또는 나사를 조이는 데 사용되는 나사 드라이버에 방해가 되지 않을 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하며, 본원에 참고로 포함된 공개된 PCT출원 WO 2011-112353 A1호에 기재된 바와 같이, 리버스 힙 관절구 덮개(9)는 관절구 공동에 안정된 부착을 위한 볼록한 외면을 갖는다. 그리고, 덮개(9)는 그 내부에 견고하게 고정되는 부분으로 중앙 스템(7)을 가진 오목한 면을 갖는다. 중앙 스템(7)은 중심 축(A-A)(또한 제1중심 축으로도 언급됨)을 갖고, 스템(7)의 중심 축은 덮개(9)의 중심 축과 동일하다. 덮개(9)는 중심 축(또한 제2중심 축으로도 언급됨)과 원주 엣지를 가진 적어도 하나의 암나사 구멍을 갖는다. 나사 구멍은 원주 엣지로부터 신장되며 나사 구멍의 중심 축과 평행한 연장 선이 중앙 스템과 교차하지 않게 되는 각도로 천공된다. 나사 구멍(1)은 구멍의 테이퍼진 부분을 따라 나사부(5)가 형성되어서, 상호결합 관절구 고정나사의 테이퍼진 헤드와 교합된다. 또한, 상호결합 관절구 고정나사의 선단부(tip)에는 환자의 뼈 안으로의 삽입을 수월하게 하기 위한 셀프 태핑(self-tapping) 부분(6)이 형성된다.
관절구 공동이 외과의사에 의해 준비된 다음, 관절구 덮개(9)가 적절한 도구를 사용하여 정위치에 끼워 넣어진다. 드릴 가이드를 사용하여 각도를 정밀하게 하고, 적절한 깊이로 구멍을 천공한다. 다음, 가는 나사부(3)가 테이퍼진 관절구 나사 개구(1)의 나사부(5)와 교합할 때까지 상호결합 관절구 고정나사를 삽입하여, 종래의 육각 드라이버를 사용하여 단단하게 조여져 결합한다. 이러한 구조로 형성되어, 상호결합 관절구 고정나사가 마치 단일체의 부분인 것 같이 관절구 덮개(9)에 견고하게 결합식으로 고정되며, 따라서 나사(10)와 덮개(9) 사이의 움직임이 없어진다. 이것은 나사의 미세 움직임을 없애어, 골 용해를 감소시키는데 매우 중요한 요소가 된다.
따라서, 상호결합 관절구 고정나사는 관절구 덮개를 견고하게 고정하며, 관절구 덮개 쪽으로의 나사 헤드의 임의적인 역행성 이동을 막는다. 상기 역행성 이동은 본원에 참고로 포함된 PCT 출원에 기술된 무빙 대퇴골 덮개와 나사 헤드의 충돌을 일으킬 수 있는 이동이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상호결합 관절구 고정나사는 리버스 힙 관절구 덮개에 특정하여 사용하기에 적당한 크기로 형성된다. 도 2를 참조하면, 나사는 전체 길이(a)가 21 ~ 31mm, 해면골 나사부 길이(b)가 16 ~ 26mm, 헤드의 가는 나사부 길이(c)가 4 ~ 5mm 이다. 해면골 나사부의 직경(d)은 6 ~ 7mm 이고, 생크의 직경(e)은 4 ~ 5mm이다.
1: 관절구 나사 구멍 2: 보통 나사부 3: 가는 결합 나사부
4: 홈 6: 셀프-태핑 부분 7: 중앙 스템
8: 나사 헤드 9: 관절구 덮개 10: 관절구 고정나사

Claims (8)

  1. 관절구 공동에 부착하여 고정하기 위한 면과 상기 면으로부터 신장되는 중앙 스템을 가진 오목한 면을 구비하는 리버스 힙 관절구 덮개로서,
    상기 관절구 덮개와 스템은 공통의 제1중심 축을 갖고,
    상기 관절구 덮개는 상기 오목한 면 상의 원주 엣지와 제2중심 축을 가진, 상기 관절구 덮개를 관통하는 적어도 1개의 나사진 나사 구멍을 포함하며,
    상기 원주 엣지로부터 제2중심 축과 평행하게 신장되는 선이 중앙 스템과 교차하지 않게 형성되고,
    상기 리버스 힙 관절구 덮개는,
    i) 상기 중앙 스템이 단단하며 수형 모르스 테이퍼를 갖는 특징, 및
    ii) 원주 엣지로부터 제2중심 축과 평행하게 신장되는 선은 관절구 덮개의 적도면과 교차하기 전에 제1중심 축과 교차하지 않는 특징
    중 적어도 하나의 특징을 구비하는,
    리버스 힙 관절구 덮개.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 1개의 나사진 나사 구멍에 나사 결합되는 상호결합 관절구 고정나사를 더 포함하는, 리버스 힙 관절구 덮개.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나사진 나사 구멍은 제2중심 축에 대해 10도 ~ 15도까지의 각도로 테이퍼지고,
    볼록한 면의 원주부보다 큰 오목한 면의 원주부를 갖는,
    리버스 힙 관절구 덮개.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상호결합 관절구 고정나사는 수나사 헤드를 갖고 상기 나사진 나사 구멍과 동일한 각도로 테이퍼지며,
    상기 수나사 헤드는 상기 나사진 나사 구멍과 교합하는 크기로 이루어진,
    리버스 힙 관절구 덮개.
  5. 제2항에 있어서, 상기 나사는 10도 ~ 15도로 테이퍼진 헤드, 21 ~ 31mm의 전체 길이, 및 4 ~ 5mm 직경의 생크(shank)를 갖는, 리버스 힙 관절구 덮개.
  6. 제5항에 있어서, 상기 나사는 6 ~ 7mm의 해면골 나사부 직경을 갖는, 리버스 힙 관절구 덮개.
  7. 제6항에 있어서, 상기 나사는 16 ~ 26mm의 해면골 나사부 길이를 갖는, 리버스 힙 관절구 덮개.
  8. 제7항에 있어서, 상기 나사의 가는 나사부 길이는 4 ~ 5mm인, 리버스 힙 관절구 덮개.

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